中國儲能網(wǎng)訊：“儲能系統(tǒng)，一般通過6kV/10kV母線接入電網(wǎng)，需對儲能系統(tǒng)帶來的影響進行評估，必要時改造，以適應(yīng)儲能系統(tǒng)接入要求。儲能系統(tǒng)本身還有待進一步安全驗證，儲能系統(tǒng)建在火電廠內(nèi)，其火災(zāi)隱患嚴重威脅火電機組的安全運行，因此有必要對接入電網(wǎng)進行全面的安全的性能評估，為入網(wǎng)儲能系統(tǒng)嚴格把關(guān)，最大限度把安全風(fēng)險降低。”
——廣東電科院能源技術(shù)有限責(zé)任公司風(fēng)電儲能事業(yè)部部長蘇偉
5月19日，在ESIE2019峰會上，廣東電科院能源技術(shù)有限責(zé)任公司風(fēng)電儲能事業(yè)部部長蘇偉詳細介紹了火電廠儲能調(diào)頻系統(tǒng)并網(wǎng)性能測試。
大家下午好！我是來自廣東電網(wǎng)的蘇偉，非常容幸有機會跟大家一起，分享我們在貫徹執(zhí)行國家標準過程當中的工程案例。
火電廠儲能調(diào)頻系統(tǒng)并網(wǎng)性能測試，這是我們在云浮電廠9MW的調(diào)頻工作。
2018年，南方區(qū)域電化學(xué)儲能電站并網(wǎng)運行管理及輔助服務(wù)管理實施細則（試行），8月18日印發(fā)《廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場交易規(guī)則（征求意見稿）》。南方（以廣東起步）首個電力交易現(xiàn)貨市場。
電池儲能響應(yīng)速度快，短時功率吞吐能力強，有效提升電力系統(tǒng)調(diào)頻能力，彌補大量可再生能源接入電網(wǎng)，補償功率偏差，提升電網(wǎng)電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
目前廣東云浮、海豐、河源、南沙、五沙等正在進行儲能調(diào)頻項目。
儲能系統(tǒng)，一般通過6kV/10kV母線接入電網(wǎng)，需對儲能系統(tǒng)帶來的影響進行評估，必要時改造，以適應(yīng)儲能系統(tǒng)接入要求。第二，儲能系統(tǒng)本身還有待進一步安全驗證。儲能系統(tǒng)建在火電廠內(nèi)，其火災(zāi)隱患嚴重威脅火電機組的安全運行，因此有必要對接入電網(wǎng)進行全面的安全的性能評估，為入網(wǎng)儲能系統(tǒng)嚴格把關(guān)，最大限度把安全風(fēng)險降低。
儲能系統(tǒng)并網(wǎng)測試，具體13項。根據(jù)調(diào)度協(xié)議，五項涉網(wǎng)安全評估及試驗。儲能系統(tǒng)對PSS影響，機組+儲能聯(lián)合AGC試驗，儲能系統(tǒng)對AVC影響，及儲能系統(tǒng)對機組一次性調(diào)頻并網(wǎng)試驗。
試驗?zāi)康?，驗證儲能電站的各項指標參數(shù)是否滿足并網(wǎng)要求。
GB/T-36547-2018《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，測試條件、測試設(shè)備及測試方法。
新國標GB/T-36548-2018規(guī)定接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量、功率控制、電網(wǎng)適應(yīng)性、保護與安全自動裝置、通信與自動化等接入電網(wǎng)測試要求。
總共13項試驗，根據(jù)試驗項目及試驗現(xiàn)場的情況，選取不同的測試對象。有的試驗項目對單個PCS進行測試，有的對系統(tǒng)A/B兩段接入母線進行測試，還有項目對儲能系統(tǒng)進行測試。
為什么我們這樣選擇呢？因為目前整個測試的裝備，非常感謝中國電工院跟我們一起把這件事完成，電廠儲能系統(tǒng)是9MW/4.5兆瓦時，只能選擇500千瓦的PCS進行測試。
電網(wǎng)適應(yīng)性，高穿、低穿每段選取有代表性的單個PCS進行測試。
對功率控制測試、充放電轉(zhuǎn)換時間等分A/B段整體測試。對通信、過載能力等對儲能系統(tǒng)進行測試。
首先講電網(wǎng)適應(yīng)性測試，目的檢測儲能系統(tǒng)，在電壓波動干擾的穩(wěn)定性，首先調(diào)節(jié)模擬電網(wǎng)裝置輸氣電壓，模擬功率500kW，設(shè)定電壓86%Un，基本無功沒有什么變化。做實驗時選擇186%Un、103%Un、109%Un三個電壓測試點，測試結(jié)果它的電網(wǎng)適應(yīng)性是可以的。
根據(jù)國家標準選取兩個電壓測試點，113%Un、122%Un進行測試。測試以后，它沒有脫網(wǎng)連續(xù)運行，高穿故障確實是可以的。
低穿選取5個跌落點，0、20%、40%、60%、80%個跌落點，在上方?jīng)]有脫落，0.625秒的等都是可以的，連續(xù)運行。
共13項試驗，選取3項給大家介紹。
第二，涉網(wǎng)安全評估。
針對火電廠接入儲能系統(tǒng)具體情況進行研究，結(jié)合儲能系統(tǒng)檢測報告，電能質(zhì)量實測參數(shù)及設(shè)計資料，分析儲能系統(tǒng)短路電流及保護適應(yīng)性。儲能調(diào)頻系統(tǒng)對繼電保護影響，評估儲能系統(tǒng)接入對電網(wǎng)、廠內(nèi)負荷以及發(fā)電機的電能質(zhì)量影響及其他影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定的風(fēng)險。
評估工作電網(wǎng)有規(guī)定由有資質(zhì)的單位來做，開安全評審會，如果安全評審?fù)ㄟ^接著做下一步并網(wǎng)試驗。儲能機組要接入高壓母線，要高廠便容量校核。儲能系統(tǒng)放電相當于電源，對電氣系統(tǒng)短路電流的影響及保護適應(yīng)性分析。儲能PSC控制系統(tǒng)影響有功功率，可能對PSS可能產(chǎn)生影響，這塊要評估。變流器的諧波問題，對電網(wǎng)、廠內(nèi)負荷整個電能質(zhì)量影響評估。儲能系統(tǒng)響應(yīng)快，充放電時間切換時間短，對接入點的電壓產(chǎn)生波動，需要評估對AVC影響。為什么除了國標36547、36548規(guī)定之外，要增加涉網(wǎng)試驗，這是跟我們的調(diào)度、廠家、項目的承包方、業(yè)主方商量，最后做這些試驗項目。
1.涉網(wǎng)里儲能系統(tǒng)對PSS影響實驗，具體測試結(jié)果是這樣的，儲能系統(tǒng)投入后，PSS抑制低頻振蕩效果基本沒有影響，儲能系統(tǒng)通過我們這個試驗，儲能對PSS影響，它投入后沒有什么影響。
2.機組+儲能聯(lián)合AGC試驗，試驗?zāi)康模簷C組、儲能聯(lián)合起來性能是否提高？有真實的試驗結(jié)果，確實機組AGC性能有大幅度提高，能夠迅速響應(yīng)調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度調(diào)頻指令，實現(xiàn)秒級的響應(yīng)速度。結(jié)果是怎樣的？云浮電廠綜合K值在0.5左右，除了儲能系統(tǒng)基本達到1.7左右，提高幅度比較大。目前廣東市場上只有這家電廠投入儲能調(diào)頻，現(xiàn)在它排在第一。
3.儲能系統(tǒng)對AVC影響，儲能系統(tǒng)正常運行因數(shù)為1，充放電過程中對6kW電壓、發(fā)電機機端基本無影響，對發(fā)電機機端基本沒有影響。
4.儲能系統(tǒng)對機組一次調(diào)頻影響試驗。設(shè)計儲能系統(tǒng)只參與AGC調(diào)頻，不參與一次調(diào)頻。EMS設(shè)計過程中需考慮，一次調(diào)頻與儲能出力不發(fā)生相互的影響。應(yīng)通過一次調(diào)頻影響試驗驗證在機組一次調(diào)頻實際動作過程中，儲能系統(tǒng)對一次調(diào)頻動作的負荷，沒有拉回反向調(diào)節(jié)。
EMS做的設(shè)計，設(shè)計完做儲能試驗的影響。儲能方向與一次調(diào)頻處置一致的條件下，儲能沿著原有方向出力，否則儲能不動。在實際實驗過程中，確實儲能系統(tǒng)對一次調(diào)頻是沒有影響的。
在測試工作過程中，一臺機組測試歷時38天，時間非常長，共2臺機組，確實也發(fā)現(xiàn)一些問題。在EMS里存在一些問題，EMS人機界面不夠友好，控制策略、保護機制不清晰，出現(xiàn)問題不便于排查。第二，系統(tǒng)控制策略不開放，出現(xiàn)異常后無法共同分析問題，僅能由設(shè)備廠家給出解釋和處理。第三，狀態(tài)刷新慢，部分開關(guān)狀態(tài)延遲比較長達到5秒以上，操作習(xí)慣與電廠原有運行操作站相差很遠，不便于現(xiàn)場運行。也就是說它的儲能電站運行跟我們整個電廠運行相差太遠。還有監(jiān)控信號采用通訊方式與DCS連接，網(wǎng)絡(luò)延遲與不確定性突出。測試出儲能響應(yīng)時間、轉(zhuǎn)換時間等數(shù)據(jù)離散度較大。這是我們在測試過程中，發(fā)現(xiàn)EMS存在的問題。
還有存在的其他問題：
第一，國家標準中的要求與電廠側(cè)儲能調(diào)頻項目的實際需求側(cè)重點有所不同，個別測試項目儲能系統(tǒng)不具備相關(guān)功能，它沒有這個功能帶進來，像過載、無功功率調(diào)節(jié)等，這些東西以后需通過調(diào)度進一步規(guī)范。
第二，儲能系統(tǒng)在測試前未經(jīng)過系統(tǒng)測試。常規(guī)機組都是有設(shè)計單位、施工單位、安裝單位、調(diào)試單位，但在儲能可能大家認為系統(tǒng)小，沒有嚴格調(diào)試，調(diào)試都是廠家自己調(diào)，我們認為會存在很大問題。特別儲能電站大了以后，估計未來隱患非常多。發(fā)現(xiàn)問題后，設(shè)備廠家解決，有的是遠程解決，浪費大量溝通成本，解決問題效率非常低。我們測試過程中，相當于給他們做一次調(diào)試，時間非常長，花了38天才測試完。
第三，儲能大家認為儲能跟光伏、風(fēng)電不一樣，對電網(wǎng)沒什么影響，我們測試過程中確實有影響。儲能出力短暫反向調(diào)節(jié)、功率曲線波動、部分指令不跟隨出力等問題，說明配合策略未明確，前期工作不深入。這里有很多工作要做。
第四，儲能系統(tǒng)額定能量測試達不到標稱值要求，儲能系統(tǒng)的額定能量應(yīng)該是調(diào)度機構(gòu)能直接調(diào)用的電量。要上4.9兆瓦時的，只能調(diào)出3兆瓦時左右，很少。能量是直接調(diào)用的，不是電池能達到的，因為還有ISO等其他影響考慮。這是投資時投資商應(yīng)該考慮清楚的問題。不然投這么多，調(diào)不了那么多電量出去，到時調(diào)度不認電量這個問題。
第五，要求儲能系統(tǒng)具備直調(diào)功能要求上送儲能系統(tǒng)狀態(tài)、接入系統(tǒng)狀態(tài)、儲能系統(tǒng)PCS交直流側(cè)電壓電流、直調(diào)模式投退狀態(tài)等信息。我剛才講云浮的案例，現(xiàn)在簽約的有4個合同，正在做的已經(jīng)停下來兩個月，因為PCS不具備這個功能，它沒辦法把數(shù)據(jù)上傳，所以沒辦法并網(wǎng)。
講一下業(yè)績，已經(jīng)完成云浮電廠9MW/4.5MWh項目，還有海豐、源河、順德五沙電廠、華潤南沙電廠、珠海橫琴熱電廠等。
最后有兩個建議：
第一，編寫針對電廠儲能調(diào)頻系統(tǒng)并網(wǎng)標準和技術(shù)規(guī)范。這里應(yīng)更側(cè)重調(diào)頻自身的需求及相關(guān)技術(shù)指標。更加注重與發(fā)電機機組間的配合和協(xié)調(diào)。還要構(gòu)建與發(fā)電機組相同的控制平臺或成熟的監(jiān)控平臺。要搭建與機組相同的操作界面或者操作習(xí)慣。另外有一個建議，要增加儲能調(diào)試業(yè)務(wù)，如果增加第三方調(diào)試的話，對整個系統(tǒng)的安全應(yīng)該是有保障、有幫助的。
第二，開發(fā)基于高級語言的EMS和負荷分配策略。有效改進現(xiàn)有EMS操作界面的視覺畫面，使之更為友好，滿足電廠操作習(xí)慣。增強現(xiàn)場EMS的可維護性，使其控制邏輯、分配策略更加清晰明了，使得方便問題的排查與修改。增加現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)庫，使儲能監(jiān)控系統(tǒng)達到事件有記錄，歷史可追溯，故障可追溯。最后采用先進負荷分配策略，實現(xiàn)與機組的最優(yōu)配合，最大程度發(fā)揮儲能系統(tǒng)的功能。
火電廠儲能調(diào)頻，我們的理念讓電池多動、機組少動，為什么？機組頻繁波動，會增加機組能耗、增加機組損耗，儲能調(diào)頻得到收益還不夠機組損耗利益，把機組煤耗增高對火電廠沒有任何好處，可能通過調(diào)頻市場分得一點錢，這是搞電力的人的說法。我們在做負荷分配時，大家讓機組先動電池少動，動幾千次，少負荷讓電池先動，機組不動或機組慢慢動，這是我的一點建議。
