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二次调频

二次调频是指并网主体通过自动功率控制技术,包括自动发电控制(AGC)、自动功率控制(APC)等,跟踪电力调度机构下达的指令,按照一定调节速率实时调整发用电功率,以满足电力系统频率、联络线功率控制要求的服务。
一次调频是有差调节,不能维持电网频率不变,只能缓和电网频率的改变程度,所以还需要二次调频。
二次调频应用目前主要搭配火电机组进行,针对负荷变动特性所产生的脉动分量进行调节。大部分AGC指令时长3-6min。单个AGC指令最长时长15min左右。

背景分析


双碳背景下,风电、光伏等新能源装机快速增加,由于新能源出力具有波动性和不稳定性,为保障电力系统有功出力与负荷之间的动态平衡,火电AGC二次调频需求持续增长。由于火电机组二次调频存在局限性,存在调节延时、调节偏差、调节反向等问题,采用火储联合调频可以获得较好的调节效果。但单纯使用锂电辅助火电机组调频,由于锂电池循环次数有限,需要定期更换电芯,造成全生命周期内成本上升。采用飞轮+锂电组成混合储能,高频分量调节需求由飞轮响应,中频分量调节需求由锂电+飞轮响应,低频分量调节需求由火电响应,可减少锂电池频繁充放电次数,延长电池寿命,有效拔高机组综合K值,提高投资回报率。


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储能系统参与调频&AGC指令分解示意图

坎德拉新能源二次调频大容量低成本飞轮储能系统解决方案


坎德拉针对二次调频的特点,研制应用于二次调频应用场景的飞轮250kW/65kWh和500kW/125kWh,4C放电倍率,15min额定功率输出时长, 满足AGC单指令最长时长要求, 可以覆盖大部分AGC指令。坎德拉飞轮储能系统可单独辅助火电机组调频; 也可与锂电池组成混合储能参与火电机组调频。


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二次调频电站方案拓扑图


AGC调频控制策略:

1. 电网调度中心发送AGC指令到电厂远动装置RTU;

2. RTU转发AGC指令至储能EMS和电厂DCS;

3. 储能EMS根据AGC调度出力指令和调频机组出力差值,控制储能系统出力;

4. 电厂将机组出力与储能系统出力进行合并,并将合并后的出力信号上传电网,作为AGC考核依据。


坎德拉新能源二次调频飞轮储能系统介绍

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坎德拉新能源二次调频混合储能系统拓扑图

1. 飞轮储能单元

由飞轮转子、双向电机、轴承、密封壳体等组成的机电结构组件,是飞轮储能系统的核心部件,实现能量储存。

2. 控制系统预制舱

将控制系统柜、制动电阻、水冷机、UPS、EMU等设备集成在一个预制舱内,对飞轮储能单元的充放电控制。

3. PCS升压一体机

将PCS、变压器、高/低压配电单元集成在一个集装箱内,实现飞轮储能系统与电网之间能量的双向流动。


飞轮储能的配置

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坎德拉新能源二次调频飞轮储能单元&控制系统柜参数


火储联合调频与传统机组调频比较

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应用优势

有效补充

储能主控单元根据AGC调度处理指令与火电机组出力差值,控制储能系统出力


安全环保

机械储能,寿命长,绿色环保无污染,运行安全可靠





提高响应速度

提高调节速率,提高调节精度,降低响应时间


提高经济性

增加调频收益


解决方案

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