“5MW超级电容+15MW锂电池”的混合储能模式,既发挥了超级电容储能快的优势,又拥有了锂电池储能久的特点,实现性能互补。系统参与调频时,以超级电容为主,锂电池为辅,具体表现为以秒为计时单位的小指令全部由超级电容参与,分钟级的大指令则由超级电容全功率响应,锂电池作为补充响应,显著提升了现有储能调频系统综合性能。
除此以外,“1+1>2”的效果还体现在火电机组和储能系统的组合上。
“储能系统具有快速精确的功率响应能力,能够提高火电厂的调频能力,保证电网频率的稳定,提高电力系统运行的安全性。”姜滨说,在发电侧配置储能,对于传统发电领域而言,主要意义在于辅助动态运行、提升调节品质。
据介绍,“5MW超级电容+15MW锂电池”的混合储能调频系统共由2个储能子系统组成,两个储能子系统分别接入电厂1号、2号机6kV母线。利用储能系统快速调节输出功率的能力,以火电机组作为响应自动发电控制系统(AGC)指令的基础单元,辅以储能系统作为补充快速响应单元,将机组出力与储能系统出力进行合并后作为系统总出力送至电网,能够达到改善机组AGC性能的目的。
“这就好比,我们以前开手动挡汽车,要想从起步挡挂到5挡,不能直接跳挂5挡,必须转速和车速达到一定值了,一挡接一挡地往上挂,才能防止排挡损坏和保证行驶的平稳顺畅。有了超级电容混合储能系统的助力,火电机组调频效果就像汽车由手动挡换成了自动挡。”姜滨以开车为例,形象地解释了超级电容混合储能辅助火电机组AGC调频技术的作用。
《中国新型储能发展报告2023》指出,目前新型储能仍处于发展初期,在核心材料、系统集成、调度运用、安全防护等方面还有大量技术难题有待解决。此次,华能罗源电厂超级电容混合储能工程的成功投运,充分验证了大容量超级电容储能技术的安全性、可靠性、经济性,大幅提升了机组的响应速率和灵活性,填补了我国超级电容储能领域的技术空白。
“充放”自如,满足电网多元化调节需求
电网为什么要调频?调频到底是什么?
电网系统连接着发电侧与用电侧,当供需不匹配时,电网频率就会出现波动,最常见的表现是家中电灯忽明忽暗。要想电网保持稳定,发电和用电要相对(动态)平衡。而调频就是调整电力系统的频率,使其变化不超过规定的允许范围,以保证电能质量。
华能罗源电厂2台660MW超超临界火电机组与超级电容混合储能系统“强强联手”,实现了机组调频性能的飞跃式提升,犹如为提高电能质量提供了稳定器。
华能罗源电厂运行部主值班员张海萍,在电厂集控室向我们详细介绍了超级电容混合储能系统如何配合发电机组进行调频。