2024储能辅助调频市场和关键技术

储能辅助调频市场和关键技术储能辅助调频市场和关键技术目录1四 大型储能调频应用需求及展望三 储能调频的运行效果与效益综合后评估技术二 储能参与AGC调频的计量与调度技术一 国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场目录1四 大型储能调频应用需求及展望三 储能调频的运行效果与效益综合后评估技术二 储能参与AGC调频的计量与调度技术一 国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场市场环境完善运行模式全面美国激励与传统机组结合商业模式多样化德英政策导向需求欧洲其他能源结构变革驱动储能发展中国的储能调频项目，尚处于示范性或初级商业阶段。2一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场市场环境完善运行模式全面美国激励与传统机组结合商业模式多样化德英政策导向需求欧洲其他能源结构变革驱动储能发展中国的储能调频项目，尚处于示范性或初级商业阶段。2一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场1、与机组间分配策略2、响应周期整定配合辅助火1、用户与及控制新信息交互2、用户自我消纳与指令响应协调分布式储能集群控制依托大规模新能源1、多功能切换一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场1、与机组间分配策略2、响应周期整定配合辅助火1、用户与及控制新信息交互2、用户自我消纳与指令响应协调分布式储能集群控制依托大规模新能源1、多功能切换2、协调控制策略四种运行模式输配环节并网功率多向流动3一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场里程市场流程“容量+里程”两部制自由角逐降低成本、优化配置美国虚拟平衡结算为主体与多级调频辅助市场协作不区分电源调节效果影响参与调频积极性德国采用平衡结算机制双边交易与实时电量平衡以“关闸”作为分界收益不确定一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场里程市场流程“容量+里程”两部制自由角逐降低成本、优化配置美国虚拟平衡结算为主体与多级调频辅助市场协作不区分电源调节效果影响参与调频积极性德国采用平衡结算机制双边交易与实时电量平衡以“关闸”作为分界收益不确定处于前期验证阶段英国4一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场并网调度协议考核补偿制试点辅助服务市场化运营5一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场并网调度协议考核补偿制试点辅助服务市场化运营5一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内储能调频市场环境分析6地区AGC服务补偿原则AGC单位补偿价格华北调节深度(MW)×Kp性能指标×功率补偿单价5-10元/MW河北5元/MW京津唐5元/MW山东1元/MW华东浙江可调节容量×投运率×240元/MW+上/下调容量×容量补偿单价上调：50元/MWh下调：一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内储能调频市场环境分析6地区AGC服务补偿原则AGC单位补偿价格华北调节深度(MW)×Kp性能指标×功率补偿单价5-10元/MW河北5元/MW京津唐5元/MW山东1元/MW华东浙江可调节容量×投运率×240元/MW+上/下调容量×容量补偿单价上调：50元/MWh下调：100元/MWh安徽江苏西北甘肃可调节容量×20元/10MW+贡献电量×容量补偿单价300元/MWh宁夏青海陕西新疆东北贡献量(MWh)×容量补偿单价60元/MWh华中贡献量(MWh)×容量补偿单价50元/MWh南方贡献量(MWh)×容量补偿单价80元/MWh全国一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内储能调频市场环境分析7一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内储能调频市场环境分析7一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内储能调频市场环境分析8一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内储能调频市场环境分析8一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场9区域市场环境特点价格机制或考核补偿特点电源结构特点选择何种商业模式及理由山西调频服务市场试运行在日前市场中出清辅助服务补偿费用在发电企业内部分摊，未传递给终端用户日前市场竞价标主体；一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场9区域市场环境特点价格机制或考核补偿特点电源结构特点选择何种商业模式及理由山西调频服务市场试运行在日前市场中出清辅助服务补偿费用在发电企业内部分摊，未传递给终端用户日前市场竞价标主体；在竞价阶段和性能指标截至2017年底，总装机容量8072.71万千瓦。煤电、风电、太阳能占比分别为78.86%、10.80、7.31，为三大主力电源。快速调频资源需求紧迫目前可行的商业模式为火电联合储能调频一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内调频市场规则及典型项目：京津唐10补偿费用=出清价格*调节里程*性能指标典型项目：石景山电厂储能调频项目一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内调频市场规则及典型项目：京津唐10补偿费用=出清价格*调节里程*性能指标典型项目：石景山电厂储能调频项目项目地点：中国，北京储能技术：A123Systems，锂离子电池储能容量：2MW/0.5MWh项目分析：极大的提高了原有机组的AGC调节性能，3号机组平均考核性能指标Kp稳定保持在4.6以上，最高达到5.0085。该系统年补偿费用为847万元。日前确定调用 日内出清一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内调频市场规则及典型项目：补偿费用=出清价格*调节里程*性能指标典型项目一：阳光电厂储能调频项目项目地点：中国，储能技术：一、国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场国内调频市场规则及典型项目：补偿费用=出清价格*调节里程*性能指标典型项目一：阳光电厂储能调频项目项目地点：中国，储能技术：储能容量：9MW/4.5MWh项目分析：极大的提高了原有机组的AGC调节性能，调频性能Kp值大部分时间能达到5.0左右，最高日达到5.79。在5元/MW，10元/MW，15元/MW的补偿标准下，项目年收入分别约为663、1327、1991万元典型项目二：京玉电厂储能调频项目项目地点：中国，储能技术：储能容量：9MW/4.5MWh项目分析：该项目与山西阳光储能项目配置相同，因此预计投资收益相似11日前竞价 日内出清目录12四 大型储能调频应用需求及展望三 储能调频的运行效果与效益综合后评估技术二 储能参与AGC调频的计量与调度技术一 国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场目录12四 大型储能调频应用需求及展望三 储能调频的运行效果与效益综合后评估技术二 储能参与AGC调频的计量与调度技术一 国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场二、储能参与AGC调频的计量与调度技术独立储能调频电站储能调频电站模式构想储能在负荷侧联合调频电站储能在发电侧联合调频电站13二、储能参与AGC调频的计量与调度技术独立储能调频电站储能调频电站模式构想储能在负荷侧联合调频电站储能在发电侧联合调频电站13二、储能参与AGC调频的计量与调度技术火储联合系统调频额定参数测试参数调频过程参数添加标题AGC储能充放电效率；机组爬坡率约束、储能SOC约束；二、储能参与AGC调频的计量与调度技术火储联合系统调频额定参数测试参数调频过程参数添加标题AGC储能充放电效率；机组爬坡率约束、储能SOC约束；储能装置静态和暂态参数储能系统本体性能测试14二、储能参与AGC调频的计量与调度技术随机选取三天响应数据统计指令方向、出力方向特征参量的表征分析方法上调、增出力为1下调、减出力为-1，出力不变为015表1条件类型组合顺序（指令，储能，火电机组）储能出力方向与AGC指令方向一致火电机组出力方向与AGC指令方向一致（组合1）-1，-1，-11，1，1火电机组出力为0（组合2）-1，-1，01，1，0火电机组出力方向与二、储能参与AGC调频的计量与调度技术随机选取三天响应数据统计指令方向、出力方向特征参量的表征分析方法上调、增出力为1下调、减出力为-1，出力不变为015表1条件类型组合顺序（指令，储能，火电机组）储能出力方向与AGC指令方向一致火电机组出力方向与AGC指令方向一致（组合1）-1，-1，-11，1，1火电机组出力为0（组合2）-1，-1，01，1，0火电机组出力方向与AGC指令方向一致（组合3）-1，-1，11，1，-1储能出力为0火电机组出力方向与AGC指令方向一致（组合4）-1，0，-11，0，1火电机组出力为0（组合5）-1，0，01，0，0火电机组出力方向与AGC指令方向一致（组合6）-1，0，11，0，-1储能出力方向与AGC指令方向相反火电机组出力方向与AGC指令方向一致（组合7）-1，1，-11，-1，1火电机组出力为0（组合8）-1，1，01，-1，0火电机组出力方向与AGC指令方向一致（组合9）-1，1，11，-1，-1二、储能参与AGC调频的计量与调度技术调频参量对调频性能的影响调节精度储能方向和AGC方向9%出力为0机组方向和AGC方向9167同向反向25%%15%53237%17%47%2.5火电2320%机组60%二、储能参与AGC调频的计量与调度技术调频参量对调频性能的影响调节精度储能方向和AGC方向9%出力为0机组方向和AGC方向9167同向反向25%%15%53237%17%47%2.5火电2320%机组60%同向64%1.511200.51008004060354030252020响应时间15105调节速率00-5电厂调频数据分布16二、储能参与AGC调频的计量与调度技术利用K-means算法进行三维聚类A调频参量对调频性能的影响C91B959418%8710%817%67调节精度3%%221%4%6331%6%521%237%3315%2.5255%48%533%48%316%B2ED90%E1二、储能参与AGC调频的计量与调度技术利用K-means算法进行三维聚类A调频参量对调频性能的影响C91B959418%8710%817%67调节精度3%%221%4%6331%6%521%237%3315%2.5255%48%533%48%316%B2ED90%E10%910%1.5211%30%411%D420%822%AC1120820%1000.5510%80711%60040403530响应时间252020610%15105调节速率00611%534%-5730%电厂三维聚类结果图17二、储能参与AGC调频的计量与调度技术利用K-means算法分别对响应时间、调节速率、调节精度单个维度进行聚类，结果如图所示调节精度调节精度调节精度332.522.5E1.5A21BCEBCD0.5D1.5E040DA1C30B0.520A10调节速率120100040响应时间80500353060252015104050响应时间调节速率0-520-10调节速率0调节精度聚类响应时间聚类调节速率聚类18二、储能参与AGC调频的计量与调度技术利用K-means算法分别对响应时间、调节速率、调节精度单个维度进行聚类，结果如图所示调节精度调节精度调节精度332.522.5E1.5A21BCEBCD0.5D1.5E040DA1C30B0.520A10调节速率120100040响应时间80500353060252015104050响应时间调节速率0-520-10调节速率0调节精度聚类响应时间聚类调节速率聚类18恒北阳光恒北二、储能参与AGC调频的计量与调度技术调频参量对调频性能的影响利用K-means算法分别对响应时间、调节速率、调节精度三个维度进行聚类，结果如图所示70调节精度603502.5402301.5201101200.5100800600响应时间7040605040203020010调节速率0020406080100120-10C电厂储能未运行AB电厂储能运行19CBA恒北阳光恒北二、储能参与AGC调频的计量与调度技术调频参量对调频性能的影响利用K-means算法分别对响应时间、调节速率、调节精度三个维度进行聚类，结果如图所示70调节精度603502.5402301.5201101200.5100800600响应时间7040605040203020010调节速率0020406080100120-10C电厂储能未运行AB电厂储能运行19CBA二、储能参与AGC调频的计量与调度技术1）储能参与电网调频后新型调度体系架构本省基本负荷负荷本省电网 20集中式发电调度与控制系统参与发电及AGC控制多种机组器含储能电站的CPS控制指令动态优化分配发电调度与控制指令按址下发发电调度指令提前15min定时下发发电调度指令提前24h下发发电外部省际交流联络线功率偏差ΔPT火电/储能协调机组动ΔPLoad机组实时煤耗/排放/实时交易成本/储能SOC状态等其它数据储能电站f/ΔPT省电网主要实时状态信息：-频率偏差Δf-区域控制误差ACE-CPS1实时值-CPS2实时值等24h基础15min发电曲线优化CPS实时值/ACE//Δ CPS超短期负荷预测数据24h短期负荷预测数据燃煤机群调度端智能发电控制水电机群LNG机群本控制区电网实时开关和状态信息：-互联/孤岛状态-本地频率偏差Δf-联络线功率等信息二、储能参与AGC调频的计量与调度技术1）储能参与电网调频后新型调度体系架构本省基本负荷负荷本省电网 20集中式发电调度与控制系统参与发电及AGC控制多种机组器含储能电站的CPS控制指令动态优化分配发电调度与控制指令按址下发发电调度指令提前15min定时下发发电调度指令提前24h下发发电外部省际交流联络线功率偏差ΔPT火电/储能协调机组动ΔPLoad机组实时煤耗/排放/实时交易成本/储能SOC状态等其它数据储能电站f/ΔPT省电网主要实时状态信息：-频率偏差Δf-区域控制误差ACE-CPS1实时值-CPS2实时值等24h基础15min发电曲线优化CPS实时值/ACE//Δ CPS超短期负荷预测数据24h短期负荷预测数据燃煤机群调度端智能发电控制水电机群LNG机群本控制区电网实时开关和状态信息：-互联/孤岛状态-本地频率偏差Δf-联络线功率等信息二、储能参与AGC调频的计量与调度技术2）调频应用“模式一”的实时调度体系电厂1PLC电网21EMS系统其他环节电厂iPLCAGC优化分配优化调度分配储能SOC控制策略负荷扰动机组调速器机组调速器机组调速器一次调频二、储能参与AGC调频的计量与调度技术2）调频应用“模式一”的实时调度体系电厂1PLC电网21EMS系统其他环节电厂iPLCAGC优化分配优化调度分配储能SOC控制策略负荷扰动机组调速器机组调速器机组调速器一次调频二、储能参与AGC调频的计量与调度技术2）调频应用“模式一”的实时调度体系DCS控制回路火电出力AGC指令1锅炉驱动器1#调频机组-储总出力+- ++储能系统出力电池控制：SOC充/放控制PCS/PWM控制EMS控制回路AGC指令22#调频机组出力AGC指令ii#调频机组出力……AGC指令nn#调频机组出力22n#调频机组AGC总指令PI控制滤波ACE信号i#调频机组2#调频机组校正优化：校正模式和范围目标输出开始/结束时间AGC误差计算：1)更新AGC指令误差估计DCS输出指令配置CCS控制二、储能参与AGC调频的计量与调度技术2）调频应用“模式一”的实时调度体系DCS控制回路火电出力AGC指令1锅炉驱动器1#调频机组-储总出力+- ++储能系统出力电池控制：SOC充/放控制PCS/PWM控制EMS控制回路AGC指令22#调频机组出力AGC指令ii#调频机组出力……AGC指令nn#调频机组出力22n#调频机组AGC总指令PI控制滤波ACE信号i#调频机组2#调频机组校正优化：校正模式和范围目标输出开始/结束时间AGC误差计算：1)更新AGC指令误差估计DCS输出指令配置CCS控制二、储能参与AGC调频的计量与调度技术3）调频应用“模式二”的实时调度体系电厂1PLC 电网23EMS系统其他环节储能电站SOC控制策略电厂iPLCAGC优化分配统一调度协调动态优化算法节能调度分配负荷扰动机组调速器机组调速器机组调速器一次调频二、储能参与AGC调频的计量与调度技术3）调频应用“模式二”的实时调度体系电厂1PLC 电网23EMS系统其他环节储能电站SOC控制策略电厂iPLCAGC优化分配统一调度协调动态优化算法节能调度分配负荷扰动机组调速器机组调速器机组调速器一次调频二、储能参与AGC调频的计量与调度技术3）调频应用“模式二”的实时调度体系DCS控制回路火电出力(1#)AGC指令1锅炉驱动器储能调频AGC指令2系统出力(2#)电池控制：SOC充/放控制PCS/PWM控制EMS控制回路AGC指令33#调频机组出力AGC指令ii#调频机组出力AGC指令nn#调频机组出力24n#调频机组AGC总指令PI控制滤波ACE信号i#调频机组3#调频机组校正优化：校正模式和范围目标输出开始/结束时间AGC误差计算：AGC指令误差估计DCS输出指令配置CCS控制二、储能参与AGC调频的计量与调度技术3）调频应用“模式二”的实时调度体系DCS控制回路火电出力(1#)AGC指令1锅炉驱动器储能调频AGC指令2系统出力(2#)电池控制：SOC充/放控制PCS/PWM控制EMS控制回路AGC指令33#调频机组出力AGC指令ii#调频机组出力AGC指令nn#调频机组出力24n#调频机组AGC总指令PI控制滤波ACE信号i#调频机组3#调频机组校正优化：校正模式和范围目标输出开始/结束时间AGC误差计算：AGC指令误差估计DCS输出指令配置CCS控制二、储能参与AGC调频的计量与调度技术4）实时AGC调频控制的关键技术研究 25机组和储能响应数据EMS数据库实时煤耗量及储能SOC数据电网机组n储能电站AGC指令优化分配算法CPS控制器机组1二、储能参与AGC调频的计量与调度技术4）实时AGC调频控制的关键技术研究 25机组和储能响应数据EMS数据库实时煤耗量及储能SOC数据电网机组n储能电站AGC指令优化分配算法CPS控制器机组1二、储能参与AGC调频的计量与调度技术5）基于集合经验模态分解的储能独立参与调频功率分配策略高通滤波器可表示为：低通滤波器可表示为：nd1tid11t(t)htii1txl100806040200-20-40-60-80020040060080010001200140026二、储能参与AGC调频的计量与调度技术5）基于集合经验模态分解的储能独立参与调频功率分配策略高通滤波器可表示为：低通滤波器可表示为：nd1tid11t(t)htii1txl100806040200-20-40-60-80020040060080010001200140026二、储能参与AGC调频的计量与调度技术5）基于集合经验模态分解的储能独立参与调频功率分配策略调频效果仿真功率MW302520151050-5-10-15-20810815825795ACE序列800805820t/min有储能时的总出力无储能时的总出力27二、储能参与AGC调频的计量与调度技术5）基于集合经验模态分解的储能独立参与调频功率分配策略调频效果仿真功率MW302520151050-5-10-15-20810815825795ACE序列800805820t/min有储能时的总出力无储能时的总出力27目录28四 大型储能调频应用需求及展望三 储能调频的运行效果与效益综合后评估技术二 储能参与AGC调频的计量与调度技术一 国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场目录28四 大型储能调频应用需求及展望三 储能调频的运行效果与效益综合后评估技术二 储能参与AGC调频的计量与调度技术一 国内外兆瓦级储能调频辅助服务市场三、储能调频的运行效果与效益综合后评估技术29主要内容理论储能调频项目项目目标评价评定项目立项时预定的目的和目标实现程度。技术目标、经济目标、安全目标项目实施过程评价对照立项评估或可行性研究报告时所预计的情况和实际执行的过程进行比较和分析。项目的立项、准备和评估：项目的管理和机制：财务执行情况：项目效益评价即财务评价和经济评价与前评估无大的差别。财务后评价：年补偿收益、税后利润、贷款偿还期、实际静态投资回收期、实际动态投资回收期、实际借款偿还期国民经济后评价：实际经济净现值和实际经济内部收益率项目影响评价环境影响：对有毒气体减排、烟尘减排两个维度社会影响：改善能源结构、节约传统化石能源两个维度项目持续性评价项目的既定目标是否还能继续，是否可以持续地发展下去，以及项目是否具有可重复性。三、储能调频的运行效果与效益综合后评估技术29主要内容理论储能调频项目项目目标评价评定项目立项时预定的目的和目标实现程度。技术目标、经济目标、安全目标项目实施过程评价对照立项评估或可行性研究报告时所预计的情况和实际执行的过程进行比较和分析。项目的立项、准备和评估：项目的管理和机制：财务执行情况：项目效益评价即财务评价和经济评价与前评估无大的差别。财务后评价：年补偿收益、税后利润、贷款偿还期、实际静态投资回收期、实际动态投资回收期、实际借款偿还期国民经济后评价：实际经济净现值和实际经济内部收益率项目影响评价环境影响：对有毒气体减排、烟尘减排两个维度社会影响：改善能源结构、节约传统化石能源两个维度项目持续性评价项目的既定目标是否还能继续，是否可以持续地发展下去，以及项目是否具有可重复性。项目技术可持续性：工程技术先进性、工程技术创新益本比、工程配套设施完备性管理可持续性：对组织机构、财务运营能力、职工平均受教育程度环境可持续性：对政策法规、社会经济、项目区环境友好三个维度进行评价三、储能调频的运行效果与效益综