电池储能系统调频技术

电池储能系统调频技术

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内容简介:

本书通过对电池储能系统参与电力调频的可行性与价值进行分析,确定此项技术具有广阔的应用前景;研究的电池储能系统参与电力调频的协调控制问题、电池储能系统参与调频的容量配置方法,可为储能参与电力调频的示范与产业化工程夯实基础;针对典型的调频示范工程进行介绍,提出了电池储能系统替代某传统调频机组参与电力系统调频的方案设计,为电池储能系统应用于调频领域的方向、规划与建设提供了有力的支撑。本书适合与智能电网相关的储能科研、规划、设计与运行工程师,以及高等院校从事储能与应用的教师与研究生阅读。



作者简介:

李建林,男,博士,教授级高工,中国电科院电工所储能系统集成与配置技术研究室主任。主要研究领域为大规模储能系统在电力系统中的应用。长期从事间歇式电源发电控制,间歇式电源数理特性分析研究,储能系统容量配置研究,间歇式电源与储能系统协调运行控制、经济性评估研究,储能示范工程性能测试及评价,间歇式电源和储能系统运行数据分析软件开发等研究工作。目前为《电工技术学报》、《高电压技术》、《太阳能学报》等杂志编委会委员。近年来在国内外核心期刊发表文章150余篇,其中100余篇被EI检索,授权发明专利30余项。负责起草储能领域行业标准3项:《大规模储能系统接入配电网运行控制规范》、《储能系统通用测试技术规范》等,著有间歇式电源及储能领域专著7部,译著5部。先后主持863课题4项,国家自然基金项目2项,国家电网公司重大项目3项,各级网省公司项目3项。曾获新疆科技进步二等奖1次,中国机械工业科学技术奖二等奖2次,北京市科技进步三等奖1次,新疆科技进步三等奖1次、中国机械工业科学技术奖三等奖1次,国家电网公司一等奖多次。



目录:

  前言

  第1章 绪论1

  1.1 背景及意义2

  1.2 电池储能技术的发展现状4

  1.3 电池储能调频应用研究9

  1.4 电力系统频率调节13

  1.4.1 电力系统频率一次调节13

  1.4.2 电力系统频率二次调节14

  1.4.3 发电机组类型与电力系统频率调节15

  1.4.4 国内外电力系统频率指标和控制要求16

  1.4.5 参与电力调频的容量要求16

  1.4.6 电力系统调频与自动发电控制性能评价17

  1.4.7 现代电网频率调节面临的问题17

  1.5 小结19

  第2章 电池储能系统调频特性分析21

  2.1 技术特性分析21

  2.1.1 电池的倍率特性21

  2.1.2 电池的寿命特点22

  2.2 与火电机组的对比分析23

  2.2.1 出力特征对比分析23

  2.2.2 调节容量对比分析24

  2.2.3 经济性对比分析26

  2.3 调频优势分析27

  2.4 调频效率分析30

  2.5 效益分析31

  2.5.1 电池储能系统调频的静态效益32

  2.5.2 电池储能系统调频的动态效益33

  2.5.3 储能系统调频的环境效益34

  2.6 小结35

  第3章 国内外电池储能系统调频案例分析37

  3.1 国内典型案例38

  3.1.1 国家风光储输示范基地38

  3.1.2 南方电网宝清电池储能电站39

  3.1.3 北京石景山热电厂2MW锂离子电池储能电力调频系统39

  3.2 国外典型案例39

  3.2.1 北美主要储能调频项目情况40

  3.2.2 国外电池公司相关储能项目介绍42

  第4章 电池储能系统调频规划配置技术44

  4.1 选址规划45

  4.1.1 电池储能系统参与电网调频的选址概略45

  4.1.2 电池储能系统参与电力系统调频选址步骤与模型47

  4.1.3 电池储能系统参与电力系统调频应用的选址实例49

  4.2 容量优化配置52

  4.2.1 电池储能系统参与电网调频的容量配置概略52

  4.2.2 电池储能系统参与电网调频的容量优化配置方法54

  4.2.3 电池储能系统参与电网调频的容量配置实例61

  4.3 运行控制69

  4.3.1 电池储能系统参与电网调频的运行控制概略69

  4.3.2 电池储能系统参与电网调频的基本控制模式71

  4.3.3 考虑储能系统参与电网调频动作时机与深度的运行方法77

  4.3.4 电池储能系统参与电网调频的运行控制实例80

  4.4 小结86

  第5章 电池储能系统调频控制技术88

  5.1 电力系统调频服务需求概述89

  5.1.1 电力系统频率控制的必要性89

  5.1.2 电力系统调度控制系统概述90

  5.1.3 电力系统频率控制的挑战90

  5.2 调频服务的考核与补偿方法91

  5.2.1 我国电网频率考核方法91

  5.2.2 电池储能系统调频辅助服务补偿办法93

  5.3 自动发电控制系统94

  5.3.1 自动发电控制系统概述94

  5.3.2 自动发电系统架构94

  5.4 电池储能调频技术优势95

  5.4.1 电池储能系统的技术特点95

  5.4.2 电池储能系统物理模型96

  5.5 电池储能调频控制方法100

  5.5.1 基于PI控制器的电池储能系统控制策略100

  5.5.2 基于模型预测控制方法的电池储能系统调频控制策略101

  5.6 电池储能调频回报分析103

  5.6.1 电池储能系统在电力市场环境下获取收益途径103

  5.6.2 电池储能系统参与调频服务回报分析104

  5.7 小结106

  第6章 电池储能系统调频典型设计方法107

  6.1 进行方案设计的背景与意义108

  6.2 设计思想与原则109

  6.3 电池储能系统调频的原理109

  6.3.1 储能系统一次调频的原理109

  6.3.2 储能系统二次调频的原理110

  6.4 方案设计110

  6.4.1 储能系统功率与容量的确定110

  6.4.2 储能系统参与调频的控制策略设计112

  6.4.3 电池储能系统容量控制设计114

  6.5 小结115

  第7章 电池储能调频运行评估技术116

  7.1 电池储能系统调频控制系统的调试117

  7.1.1 储能系统一次调频控制系统调试117

  7.1.2 储能系统二次调频控制系统调试118

  7.2 电池储能系统调频控制性能评价120

  7.3 市场风险评估121

  7.3.1 政策风险121

  7.3.2 技术风险121

  7.3.3 标准体系风险121

  7.4 小结122

  参考文献123

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