中國儲能網(wǎng)訊：3月21日，“2018首屆全國儲能技術(shù)在電力調(diào)頻輔助服務(wù)市場中應(yīng)用高層研討會”在太原理工大學(xué)成功召開。
本次研討會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、太原理工大學(xué)、深圳市科陸電子科技股份有限公司、廣東猛獅新能源科技股份有限公司、浙江南都電源動力股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、浙江超威電力有限公司、成都特隆美儲能技術(shù)有限公司、山東圣陽電源股份有限公司、陽光電源股份有限公司主辦，中國能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測設(shè)計院有限公司、北控智慧能源投資有限公司、中天儲能科技有限公司、深圳市雄韜電源科技股份有限公司、北京睿能世紀(jì)科技有限公司、北京國能伏安節(jié)能科技有限公司、烯晶碳能電子科技無錫有限公司、萬匯通能源科技有限公司、美國麥克斯威科技有限公司支持，中國儲能網(wǎng)承辦。
在會議上，中國電科院電工所儲能系統(tǒng)集成與配置技術(shù)研究室主任、教授級高工李建林發(fā)表了題為《儲能調(diào)頻關(guān)鍵技術(shù)及案例分析》的演講，全文內(nèi)容如下：
李建林：各位同仁、各位新老朋友大家好，歡迎大家今天在我的母校——太原理工大學(xué)歡聚一堂，召開大會。首先，我插播一段廣告，介紹一下我們中國電科院。中國電科院是國家電網(wǎng)公司直屬的科研研究院，我給大家介紹一下找我能干什么。
首先我們能干三個事情：第一個，我們研究院的背景是大型儲能示范工程的設(shè)計，比如遼寧的臥牛石等等都有我們的身影。包括后期大型的調(diào)頻電站以及獨立電站，獨立的儲能電站參與電網(wǎng)互動，我們都參與過設(shè)計。我們前年拿到儲能的國家重點實驗室，有一項重要工作就是做整個儲能系統(tǒng)的檢測，還有一項職能是制定儲能的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
今天，我報告的題目是電網(wǎng)調(diào)頻方面的。大家知道，這幾年調(diào)頻很火熱，尤其是山西功不可沒，我們山西電網(wǎng)也很開明，和各大企業(yè)合作，在山西干了很多開先河、調(diào)頻電站。在山西電網(wǎng)的努力下，推動了其他地方的發(fā)展，比如說遼寧、華北包括內(nèi)蒙，陸續(xù)都會有一些大型的調(diào)頻電站。這個可能也就是今天我們把調(diào)頻會議放在太原理工大學(xué)的一個主要原因。當(dāng)然，山西科技廳也功不可沒，我們有一個山西的重點研發(fā)計劃是專門做調(diào)頻的。我們國家電網(wǎng)公司針對山西所有的調(diào)頻電站有一個專門的項目，給大家提供一些借鑒，告訴你什么樣的儲能可以參與調(diào)頻，或者具備什么特性才可以參與調(diào)頻。今天，我把我這幾年關(guān)于調(diào)頻方面的小心得分享一下。重點從五個方面：
一、調(diào)頻政策解讀
二、儲能調(diào)頻應(yīng)用現(xiàn)狀
三、典型案例
四、山西重點研發(fā)計劃進(jìn)展
五、結(jié)論
這幾年調(diào)頻這么火熱，和國家能源局的這兩個政策是相關(guān)的，這個政策明確給了我們儲能一個名分，雖說沒有具體的數(shù)字，但是給我們儲能定位給了明確定義。首先在三北地區(qū)，他規(guī)定每個可以干5個左右的調(diào)頻電站，首先在量級上有個說法。再一個，儲能或者火電機組聯(lián)合起來這是可以的。還有一種是獨立運行也是合法合規(guī)的。2017年頒布的也是針對這個進(jìn)行了強化，鼓勵儲能設(shè)備做一些相應(yīng)的服務(wù)，并且要求各區(qū)域完善各自的細(xì)則。在這兩個導(dǎo)則下，我們西北和華北做了大量的工作。
西北有“兩個細(xì)則”，影響力極大，不僅對風(fēng)電、火電有要求，對AGC服務(wù)調(diào)頻也有相應(yīng)的支配。首先看可用率補償，可用率達(dá)到98%以上，每提高1%補償0.5分/萬千瓦，調(diào)節(jié)補償容量也有相應(yīng)的。它的整體邏輯就是依據(jù)這些指標(biāo)給你打分，按照分值計算你該補償?shù)馁M用。加起來以后，輔助服務(wù)總補償費用是每得1分，對應(yīng)的獎勵是1000元。所以西北人民把它量化了，是一個很重要的細(xì)則。
我們看一下華北的“兩個細(xì)則”。華北緊扣的調(diào)頻不是按打分制，是按三個指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度、響應(yīng)時間。比如說1%-4%的額定功率，包括響應(yīng)時間都量化了，給了一些相應(yīng)的考核指標(biāo)。這就是大家做調(diào)頻是否能得到獎勵的很重要的技術(shù)指標(biāo)，至于你如何達(dá)到，人家不管，你做到這個指標(biāo)，就可以拿到相應(yīng)的獎勵。
這里面把這三個指標(biāo)量化一下，調(diào)頻有個數(shù)很關(guān)鍵，就是KP值，KP+K1×K2×K3。K1指相應(yīng)的調(diào)節(jié)率，第二是偏差不能太大，第三是響應(yīng)時間。因為現(xiàn)有的火電機組KP值做得并不高，這里的調(diào)頻游戲規(guī)則其實類似于“斗地主”，假如地主贏10元，必然是兩個農(nóng)民各輸了5元，調(diào)頻也是一樣的。所以處理調(diào)頻有兩種態(tài)度：一種是我愿意交罰款，另一種是我積極嘗試新生事物，賺取獎勵。這里取決于發(fā)電企業(yè)的理念，我們國家做得比較好的首先是國電、大唐、神華等等，當(dāng)然咱們晉能做得也可以。咱們遵守游戲規(guī)則，緊扣這些指標(biāo)做一些工作。
大家看一下這個收益是怎么算的，你得到的收益等于調(diào)節(jié)量×KP值，KP相當(dāng)于你工作的系數(shù)，你要干得好，有可能是翻倍的，干得不好就乘以零點幾。這里初步規(guī)定是15元/MW，咱們山西開始執(zhí)行這個政策，后來執(zhí)行完之后太高了，華北大概是12元，現(xiàn)在有很多地方在降這個值，這個值還有待于進(jìn)一步深度論證，取一個合適的值。
我們山西做得很好，確實是開了先河，在“兩個細(xì)則”之下，我們山西省政府也出臺了紅頭文件，確保能執(zhí)行下去。在這幾個細(xì)則下，在這些激勵之下，山西調(diào)頻市場很火熱，在業(yè)界知名度也很高，影響力也很大。
在這些政策激勵下，我們看一下儲能調(diào)頻處于一個什么狀態(tài)。首先來看一下，這是一個火電調(diào)頻的基本原理，其實很簡單，就是電網(wǎng)AGC值下了以后，你按照負(fù)荷分給自己的火電機組，去調(diào)這個裝置，原理很簡單。我們看一下效果，藍(lán)色的線就是電網(wǎng)的AGC，從肉眼能看到，它的調(diào)節(jié)上肯定是有偏差的，并且延遲也有點高，甚至有的時候調(diào)整反了，所以這個直接導(dǎo)致火電調(diào)頻存在系列問題，導(dǎo)致火電機組KP值并不高，這也是很多火電機組挨罰的原因。
我們看一個周期之內(nèi)，你跟這個指令怎么樣，這是我調(diào)頻指令下來之后，你跟不跟得上，你看這個誤差、延遲經(jīng)常有，所以，火電調(diào)頻確實實實在在地碰到了相應(yīng)的問題，急需找一種方法去提升。這個時候，儲能就應(yīng)運而生。儲能最大的優(yōu)點，響應(yīng)時間是百毫秒級，很快。大家可以看出，這是儲能的指令，我跟你幾乎都能跟得上，所以儲能參與調(diào)頻的好處是：精度高、速度快，各方面都很強。有國內(nèi)的學(xué)者對儲能調(diào)頻能力進(jìn)行了量化，現(xiàn)在業(yè)界有這么兩種說法：一種是“儲能的調(diào)頻能力相當(dāng)于常規(guī)火電機組的25倍”；還有一種說法是“儲能的調(diào)頻能力相當(dāng)于常規(guī)火電機組的17倍”。我個人建議是中間值，25倍可能有點過了。從這個道理上講，就把儲能參與調(diào)頻的基本原理告訴給大家了，比如讓一個人從五樓直接跳到一樓肯定不行，有儲能在的話，搞一堆臺階，慢慢下來就沒事。所以有儲能在以后，可以把你的K1、K2、K3得到提升，使得綜合KP值得到提高。
這是原理圖，這里的常規(guī)火電還在，我這兒加一個儲能系統(tǒng)。唯一不同的是AGC指令來了以后，我進(jìn)行控制，把指令進(jìn)行分解，有些指令還給火電機組讓它慢慢控制，而有些變化的我給儲能裝置，讓儲能和它配合，得到相應(yīng)的提升。
剛才就是調(diào)頻的基本概念和邏輯。下面我介紹幾個典型的案例。大家知道做調(diào)頻，也不是什么新鮮事物，在國外有好多比如在美國有9MW的調(diào)頻工程，在韓國目前是最大的，有56MW的儲能調(diào)頻，當(dāng)然調(diào)頻是由好幾部分組成的。中國人民做得也可以，在石景山有調(diào)頻電站，KP值也比較高，只不過火電機組原因現(xiàn)在關(guān)停了，不過這是商業(yè)模式的問題，技術(shù)還是基本可行的。
山西做得很快，也很有顯示度，陸續(xù)有示范工程都在良好運行，盡管在中間可能會碰到這樣那樣的問題，不過我堅信隨著同仁的努力，調(diào)頻市場是可以做起來的，因為技術(shù)本身上是沒有什么問題的，只不過是商業(yè)模式如何在后期得到完善提高而已。
下面我們介紹一下山西這幾個電站，從技術(shù)上給大家展示一下。大家可以看出，原理是一樣的，我把儲能和火電機組配合起來，把指令進(jìn)行分解，能起到什么效果呢？常規(guī)的火電機組KP值各個地方不太一樣，一般是2.8左右或者3左右，借助儲能以后可以得到大幅度提升，到4左右甚至5，這就是儲能參與調(diào)頻的基本原理。
這個就是實際的機組，從這個圖形上肉眼就能看出，你跟不上，要么你滯后，要么有誤差，常規(guī)火電機組KP值并不高。我們再看一下儲能系統(tǒng)投進(jìn)來以后，從肉眼上幾乎看不出這個差。所以，借助儲能以后，我這個KP值有一個好的提升。我們看一下量化指標(biāo)，借助儲能之后，K1、K2、K3都是比較高的，乘起來以后能到4左右，高的時候能到5，甚至5.2，KP值得到大幅度提升。
這個圖是給15元的裝置上，我們看它的收益，還是比較高的，有時候能到7萬，有時候能到10萬，人們估算一天回收的成本大概是8萬元左右，一年按300天算的話，收益大概2000多萬。剛才大家看到的一般是9MW，0.5小時，以前的中標(biāo)價格是4098萬元，這次中標(biāo)是3400多萬，而你一年收益就能到2000多萬，可能兩年左右成本就回了。還有待于把價格有一個合理的區(qū)間，使得調(diào)頻更規(guī)范地發(fā)展起來。
我們電科院給另外一個發(fā)電企業(yè)做了一個方案，我重點介紹一下，還處于執(zhí)行階段。國內(nèi)有個電站，總裝機1300MW，中間4臺機組，想針對4號機組，因為這個機組的KP值極低，每個月都罰好多錢，所以他們想辦法把交的罰款投一些儲能設(shè)備，使得值得到相應(yīng)的提升。我們看一下這個機組的特征，它速度上沒有問題，很快，可是它有超條，精度不夠，所以K2值是比較低的。基于這個，我們首先給它算算加多少儲能就把這個活干了，多少就把KP值得到提升，這里是我們的條件，我們把儲能容量進(jìn)行一些變化，比如開始加3MW、4.5MW、6MW，看一些曲線的偏差。通過這些調(diào)頻加上以后，通過我們計算，加入機組功率的2%的儲能，效果就比較好了，按照業(yè)界3%就偏高了，電池也是工作在淺松淺放的狀態(tài)下，收益也比較高，投資回收期也比較短。這個是在華北電網(wǎng)，當(dāng)時1MW補12元，基于這些，我們進(jìn)行了經(jīng)濟上的測算。我們把數(shù)據(jù)進(jìn)行了收益表，比如加6MW下來以后，大家可以看看KP值，以前的KP值是一點幾，最多到三，借助儲能以后達(dá)到4.5，甚至接近5左右。投資回報也是比較可觀的，近期大家就會看到示范工程，因為方案論證已經(jīng)通過了，后期就會有一個好的推進(jìn)。我們看了一下收益，我們按12元算，回收得比較高。
我重點介紹一下山西重點研發(fā)計劃的進(jìn)展，因為山西科技廳力度很大。去年我們在山西科技廳的資助下，針對幾個主流的電池，一個是鋰電池，一個液流，一共列了五個重點專項，其中我們承接的鋰電池，在這個計劃基礎(chǔ)之上我們進(jìn)行深度挖掘，后來拿到國家的重點研發(fā)計劃，正在執(zhí)行。
這是我們的10MW級鋰電池的功能示范，簽約單位今天也到了，我給這個項目出謀劃策。重點看一下它的進(jìn)展，任務(wù)要求我們做一個10MW，現(xiàn)在我們做到2MW，現(xiàn)在就在山西。大家可以看，原理上要求我們10MW，而我們現(xiàn)在只做了2MW，并且示范工程積極推進(jìn)受到各方面因素的影響，期待咱們有機會可以把這個項目能更好地推進(jìn)下去。10MW，我們采用的是集裝箱的鋰電池儲能系統(tǒng)，集裝箱有很多優(yōu)點。這是里面的基本參數(shù)，有興趣大家可以了解一下，單個集裝箱大概是有這么些參數(shù)。我們也通過對它系統(tǒng)進(jìn)行了檢測，基本上達(dá)到了任務(wù)的要求，也能把這個指標(biāo)都能做得到。這是整體設(shè)計的框圖（原理圖）。這是實物圖，2MW都OK了，大家有興趣可以去看一下。后期我們要重點推10MW的進(jìn)一步落地，一方面期望我們做儲能產(chǎn)業(yè)的人對它能有資助，另一方面歡迎各路神仙對這個項目能積極落地，帶來更好的收益出謀劃策。
總之，我得到以下幾個結(jié)論：
1.在當(dāng)?shù)卣蛧艺咧笇?dǎo)下，電儲能參與調(diào)頻市場極大，值得關(guān)注。凡是有“兩個細(xì)則”能管住的地方，都是有需求的地方。
2.三北地區(qū)對于調(diào)頻需求快速增加，但火電機組的調(diào)頻能力優(yōu)先，儲能調(diào)頻需求增加。
3.世界范圍調(diào)頻示范初具規(guī)模，國內(nèi)多個調(diào)頻示范正在籌劃。
4.電池儲能技術(shù)具有快速精確的響應(yīng)能力，比傳統(tǒng)調(diào)頻手段更為高效。適合開展火儲聯(lián)合調(diào)頻示范應(yīng)用。
5.配置儲能系統(tǒng)后，KP值得到明顯提升。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
