登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
储能参与电力系统调频能够减少火电机组的爬坡损耗,提高电力系统频率的稳定性。根据区域调频需求合理配置储能容量,将有利于提高系统经济性和稳定性。基于历史典型日区域控制误差(area control error,ACE),建立了基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法的调频储能容量优化配置模型。以储能参与调频的净效益期望最大为目标,计及储能系统荷电状态(state-of-ge,SOC)等约束,优化确定基于EEMD的ACE信号滤波阶数,进而确定参与调频的储能最优配置容量。最后,基于实测ACE数据验证了所提方法的有效性。
0 引言
随着电力系统电源结构的变化,新能源发电占比日益增高导致电网频率稳定性下降,原有调频手段已不足以满足目前的调频需求[1-2]。储能系统的控制技术已较成熟,从全充电模式至全放电模式的时间可控制在毫秒级,可快速响应、精确跟踪指令,利用其优异的控制性能对电力系进行功率-频率控制,可改善电网频率稳定性[3-5],是近年来研究热点。
储能系统辅助自动发电控制(automatic generation control,AGC)的基本思想是将储能系统添加到目标火电机组,并将其作为主控制器的补充装置,即发电机调速器控制器,以响应AGC指令[6]。优化协调速度快容量小的储能系统和速度慢容量大的火电机组之间的调节指令,可显著提高AGC的整体性能,降低火电机组本身的设备磨损和运行风险。文献[7-8]分析了美国电力市场中储能参与调频的收益,证明了储能在调频辅助服务中的竞争力。我国也相继开展了一系列储能调频研究和示范工作[9]。储能调频容量设置过大将会使成本大大提高[10],而容量过小又使火电机组频繁响应AGC指令,降低火电机组的运行效率并增加运行和维护成本。因此,根据电网实际调频需求,并结合火电和储能的调频性能、成本等影响因素,合理优化配置参与调频的储能容量,对于改善电网运行的经济性和稳定性都具有重要的现实意义。
有关参与电力系统调频的储能容量配置方法,文献[11]通过设定切比雪夫I型高通滤波器的时间常数,将调度信号分解为高频和低频并转换为持续时间曲线;文献[12]在储能运行过程中叠加了额外的充放电控制策略;文献[13]基于复频域灵敏度方法,考虑储能参与快速调频的动作时机与深度;文献[14]考虑调频要求与储能系统运行要求,以调频效果和经济性为目标配置了参与一次调频储能容量;文献[15]提出基于动态可用AGC的储能出力配置方案;文献[16]采用离散傅里叶变换法,分析了调频需求中的高、低频分量的占比。现有的文献对于储能调频容量配置主要基于调频需求分解方法,然而,传统高通或低通滤波器分解法会在滤波过程中产生延迟,导致调频需求不准确、增高成本,且不容易确定高低频分界点;离散傅里叶变换分解的方法只能对调频信号进行频域分析,得到高低频分量占比,而无法得到时域对应的高、低频分量,对调频信号缺乏局域性信息,不能有效给出某频率成分发生的具体时间段。文献[17]提出了基于经验模态分解和模糊机会约束的风电场混合储能容量配置方法,为储能分段滤波提出了较好的解决方案。
基于现有研究成果,本文提出基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法的调频储能容量优化配置模型。将全网参与调频的火电机组和储能分别等效为一台火电机组和一个储能电站。通过EEMD方法构造时空滤波器,将系统区域控制误差(area control error,ACE)信号根据不同的时间尺度特征分解成一系列准单分量信号,避免传统滤波器的局限性,同时减小由于模态混叠带来的重复调节。以储能参与调频后电网的净效益期望最大为目标,计及储能和火电的调频性能和约束,优化确定火、储分配调频信号的滤波阶数,并确定电网参与调频的最优储能容量。通过MATLAB对某电网实测数据进行分析,算例结果验证了本文所提方案的有效性和正确性。
1 基于EEMD的调频功率分配
电网调频指令信号为一种典型的含间歇信号的非平稳、非线性信号,传统基于频域的信号分解方法对于非线性和非平稳信号局限性较大。经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法可用来对非平稳、非线性信号进行分解,将多分量信号根据不同的时间尺度特征分解成一系列准单分量信号,分解后的信号称为原信号的固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)。但EMD方法处理含有间歇信号的序列时易产生模态混叠问题,模态混叠将会导致错误的IMF分量,从而使IMF丧失具体的物理意义。
集合经验模态分解(ensemble EMD,EEMD)提出一种噪声辅助数据分析方法,通过向待分解信号多次添加均匀白噪声再滤除的方法,可以在减小模态混叠现象的同时,得到更加准确的IMF分量。采用EEMD方法将ACE信号中真实存在的不同时间尺度或趋势的分量逐级分解出来,产生一系列具有相同时间尺度的数据序列,分解后的ACE序列与原始ACE序列相比具有更强的规律性和可处理性。
通过EEMD方法分解后的结果如下所示[18]:
式中:X(t)为待分解信号;hi(t)表示原始信号的第i阶IMF分量;rn(t)表示分解余项。
对电网历史ACE数据的统计分析可根据电网运行方式及波动特性,将全年的电网ACE数据分为几种典型日,在每一种典型日下,基于EEMD方法对ACE信号分解,得到一系列IMF分量,每个IMF分量可以表征原始ACE信号在其对应的某一时间尺度参数上的模态,即不同类型的扰动造成的电网功率波动。借助IMF分量构造时空滤波器,通过选取合适的滤波阶数d,可以将原始ACE功率信号分解成两部分,阶数小于等于d的IMF分量之和为频率较高的部分,由储能承担;阶数大于d的IMF分量之和为频率较低的部分,由火电机组承担。
式中d表示IMF的滤波阶数,也是储能和火电机组分配调频功率的分界点,且0≤d≤n。d=0表示将所有的ACE信号都分配给火电机组,即储能系统没有参与调频。
2 储能容量优化配置模型
由于全年电网运行情况不同,储能容量设置时需综合考虑全年各种运行情况,引入风险评估理念,综合各种典型日下电网净效益及该典型日概率,建立了净效益期望函数,通过优化滤波阶数d,使得火-储联合系统参与调频时净效益期望最大化,同时计及储能功率和容量约束等,时序模拟储能参与调频过程,进而确定系统最优储能配置容量。
优化目标函数设置为储能参与调频后带来的净效益期望最大。净效益主要包括3个部分,分别是第i个典型日调频性能指标提高带来的收益B(i,d)、火电机组参与调频的成本SG(i,d)和储能系统参与调频的成本SC(i,d)。以每种典型ACE运行日出现概率pi为权重,定义系统综合净效益期望最大为目标函数的储能容量优化模型如下:
式中:i为典型日类型编号;B(i,d)、SG(i,d)、SC(i,d)为第i个典型日的滤波阶数d的函数;Σpi=1。使得N种典型日下净效益期望最大时的d值即为火、储分配ACE调频功率的最优IMF滤波阶数。
1)火电机组调频成本。
火电机组成本为两类成本之和:①火电机组因参与自动发电控制频繁爬坡引起的机组磨损成本及维护成本S1;②火电机组分配其发出的一部分功率参与调频,因不能准确跟踪经济调度的基点发电功率而导致的额外成本S2。
式中:PG(t)、PG(t+1)分别为火电机组在t和t+1时刻接收的ACE信号;Sp为每兆瓦火电机组因频繁爬坡产生的额外成本,与功率变化正相关,元/(MW•h)。
So为每兆瓦火电机组因偏离经济调度曲线出力产生的额外成本,元/(MW•h)。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星售电网获悉,近日,山西电力交易中心发布关于拟参与山西电力市场储能企业(第三批)名单的公示,详情如下:
北极星储能网讯,近期三一锂能6MWh集装箱式储能项目在昆山实现开工建设,标志着昆山市用户侧储能技术进入规模化应用阶段。该6MWh集装箱式储能采用磷酸铁锂电池,系统由2个储能电池舱、2个PCS交流升压舱组成。电池单元采用模块化设计,单个储能子系统模块规模为3.354MWh,包含1套中压并网开关设备(含一
北极星储能网讯,4月23日,广东省能源局发布2024年广东省重点用能单位名单。根据信息显示,共有1912家重点用能单位,其中,年综合能源消费量超过10000吨(含)标准煤的重点用能单位1120家,年综合能源消费量在5000吨(含)至10000吨(不含)标准煤的重点用能单位792家。
北极星储能网获悉,4月23日,江苏连云港经开区48MW/96MWh新型独立共享储能电站EPC工程总承包中标候选人公示。中标候选人情况如下:中标候选人第1名:连云港智源电力设计有限公司、湖南力通电力勘测设计咨询有限公司、国电南瑞南京控制系统有限公司、中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司的
4月22日,CESC2024第二届中国国际储能大会在南京隆重开幕,为期三天的智慧储能技术及应用展览会也于23日至25日同步进行。23日是展览会开幕的第一天,同启新能源展出了最新的液冷PACK-1P104S和液冷工商业储能一体机458kWh,吸引了大批客商驻足咨询。公司技术研发和市场部的同事热情地向来宾们介绍了产品
4月17日,综铁科技建设中策橡胶(建德)有限公司电化学储能电站项目招标公告发布,项目自筹资金3029万元,规模12.5MW/23.295MWh,折合单价1.3元/Wh。本项目为交钥匙工程,位于浙江省杭州市。
4月18日,华丰能源建设杭州电化集团有限公司电化学储能电站项目招标公告(非政府采购项目)发布,项目资金来源为自筹资金3506.24万元,规模15MW/27.954MWh,折合单价1.254元/Wh。本项目为交钥匙工程。
北极星售电网获悉,近日,福建省宁德市工业和信息化局等部门发布关于印发宁德市工业领域碳达峰实施方案的通知,《方案》提到,加速构建以新能源为主体的新型电力系统,推进风光水核等清洁能源与电化学储能一体化发展,实现新能源发电精细化运行与控制,源网荷储互动、多能协同互补、用能需求智能调控。
北极星储能网获悉,据飞毛腿消息,4月22日,飞毛腿(江苏)储能系统集成基地正式挂牌成立。该基地将实现月产储能集成300-400MWh,年产能力达3-5GWh。飞毛腿(江苏)储能系统集成基地的设立,旨在深度整合先进储能技术和高效系统集成方案,为长三角乃至全国能源转型提供坚实支撑。
北极星储能网获悉,4月23日,苏尼特左旗蒙深电储新能源有限公司共享储能EPC总承包工程招标公告发布。储能电站规模为150MW/300MWh,电池采用户外预制舱布置方案,储能变流器及升压变采用户外预制舱布置方案,储能电站年运行350天以上,预计每日充电、放电各一次,年充放电次数700次。公告显示,本项目拟
北极星储能网获悉,近日,安徽蚌埠市人民政府办公室发布了关于印发《蚌埠市有效投资专项行动方案(2024)》的通知。该方案在“深入开展制造业投资专项行动”中提到,持续做大主导产业集群。新能源产业集群实施高性能锂电池湿法隔膜、7GW/h储能电池电芯制造及3GW/h储能系统集成等项目。另外方案在“深入
北极星储能网获悉,据华电能建消息,近日,华电能建成功中标国能山西公司榆次热电飞轮储能一次调频建设项目。国能榆次热电有限公司位于山西省晋中市榆次区修文工业基地,机组额定容量为2×330MW,配置2×1164t/h亚临界燃煤锅炉为晋中市2300万平方米居民采暖提供热源。本项目为大功率磁悬浮飞轮储能辅助
北极星储能网获悉,2024年4月10日,山西能源监管办组织召开了山西电力辅助服务市场建设工作组会议,省发改委、省能源局、省电力公司有关同志参会。会议听取了清华大学研究团队、南瑞集团有限公司关于新型储能参与一次调频和二次调频技术可行性、运行控制策略分析及建议。国网山西省电力公司调控中心汇
当前,全球“5G+工业互联网”融合应用规模不断扩大,叠加新型电池技术的商业化进程加快,作为通信基站备用电源以及调峰调频电源,储能电池在基站等领域应用或将迎来一轮超预期增长阶段。国家统计局数据显示,至2023年末,中国移动通信基站数达1162万个,其中5G基站338万个,占比接近30%。另据国家工业
3月20日,国家能源集团发布了浙江公司宁海电厂电化学储能辅助煤机调频工程设备PCS及其他电气设备采购项目公开招标项目招标公告。国能浙江宁海发电有限公司6号机组东侧回填场地建设一座32MW/32MWh储能电站,包含32MW/32MWh化学储能电池本体、升压系统、接入系统、场站设施等建设内容。本项目采购范围:
北极星储能网获悉,3月14日,深圳电网智慧能源发布2024年度广东韶关坪石调频储能运维服务招标,总预算105.712万元,要求完成储能电站的24小时值班监盘及相关数据记录,根据工程设备清册编制运维方案并制定运维计划,建立、建全储能电站档案管理制度并定期做好对各类运行、检测记录、维护、实验报告等技
3月6日,国家能源集团发布了山西公司榆次热电储能一次调频建设项目EPC总承包公开招标项目招标公告。为积极响应国家能源战略要求,计划在厂内开展大功率磁悬浮飞轮储能辅助调频工程。安装8MW/800kWh飞轮储能单元,以6kV电压等级接入榆次热电厂用电6kV母线侧。该储能系统将显著提升机组AGC调频辅助服务能
北极星储能网获悉,2月20日,大唐集团发布【10MWx10min超级电容储能调频生产改造EPC总承包-2024年3月大唐国际发电股份有限公司辽宁分公司辽宁大唐国际沈东热电有限责任公司】招标公告。招标范围包括1、2机组10MW×10min超级电容储能调频项目工程设计、设备及材料采购、建筑及安装工程、调试、试验、培
北极星储能网获悉,2月18日,华能太仓电厂电储能调频系统建设项目-竞争性谈判结果公告发布,西安热工研究院有限公司以5660.32万元中标该项目。本工程拟在华能太仓电厂厂内建设电储能辅助调频项目,建设规模为2X(9MW/18MWH),本工程占地尺寸为45x33m,占地面积约1500m2。共建设2套储能调频装置子系统
北极星储能网获悉,2月6日,恒运集团东区气电储能调频项目EPC总承包(第二次招标)中标结果公示,南方电网电力科技股份有限公司以2121万元中标该项目,中标综合单价2.828元/Wh。根据招标文件,本项目招标人为广州恒运储能科技有限公司项目,招标范围为储能系统(储能电池采用磷酸铁锂电池)所需全套设
近日,山西能源监管办召开加快完善电力辅助服务市场座谈会,与山西电力调度控制中心深入研究辅助服务市场有关事宜。会议根据国家关于辅助服务市场最新政策要求,结合当前电力市场和电力生产运行情况,针对市场主体最关切的辅助服务市场价格机制、一次调频市场建设进展、独立储能参与二次调频市场机制、
北极星储能网获悉,1月16日山西翼城县100MW/50.43MWh独立混合调频储能电站建设项目中标候选人公示。中标候选人情况如下:中标候选人第1名:中国葛洲坝集团电力有限责任公司;中标候选人第2名:中国能源建设集团广东火电工程有限公司;中标候选人第3名:山东电力建设第三工程有限公司。招标文件显示,该
“双碳”目标下,加快构建新型电力系统是必然趋势,也是一项长期的任务。近年来,我国把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置,2023年3月,我国非化石能源发电装机容量首次超过50%,储能作为构建新型电力系统的重要支撑,对改善新能源电源的系统友好性、改善负荷需求特性、推动新能源大规模高质
北极星储能网获悉,6月5日,华能西安热工研究院有限公司发布科研项目火电机组调峰调频供汽的模块化熔盐储能工程施工招标公告。本次“适应于火电机组调峰/调频/供汽的模块化熔盐储能装置开发与应用项目示范工程”施工项目主要改造内容为新建1套储热容量为180MW·h储热系统(熔盐电蓄热)及其配套的热机
为深入贯彻落实党中央关于开展学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育的决策部署,近日,广东省通信管理局党组书记、局长蔡立志赴广东电网能源投资有限公司(以下简称“能源投资公司”)投资建设的五沙热电储能项目现场开展主题教育第一期实景学习与交流。蔡立志一行听取了能源投资公司储能
4月10日,作为国内燃煤电厂最大电化学储能辅助调频项目,国家能源集团广东台山电厂1-2号及6-7号机组共60兆瓦电化学储能项目正式投入生产运营,进一步提高机组综合调频能力,为发挥好粤港澳大湾区能源保供“压舱石”“稳定器”作用奠定坚实基础。该项目占地面积约6000平方米,采用大容量磷酸铁锂电池储
北极星储能网获悉,4月6日,浙江大唐乌沙山发电有限责任公司火电储能联合AGC调频EPC工程中标候选人公示。中标候选人基本情况第一中标候选人:中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司,投标报价:59070800.00元,投标报价2.95元/Wh。招标公告显示,火电储能联合AGC调频项目规模20MW/20MWh,采购包含
北极星储能网获悉,3月6日,大唐集团发布浙江大唐乌沙山发电有限责任公司火电储能联合AGC调频EPC工程招标。其中火电储能联合AGC调频项目规模20MW/20MWh,采购包含全部设备材料的采购供货及验收,电缆甲供。投标人须具有近五年1个300MW及以上火电机组电化学集中储能项目设计业绩或总承包施工业绩或集成
2022年12月15日,江苏国信靖江发电有限公司投资的“与煤电耦合的熔盐储热调频调峰及安全供汽技术”示范工程正式投入运行。该项目由国信靖江电厂联合西安热工研究院自主研发,为全球首个与煤电耦合的熔盐储热示范工程。该工程投运后,机组调峰容量将达到75%额定负荷,年增加新能源消纳电量3亿千瓦时,保
北极星储能网获悉,近日,华电湖北分别启动襄阳火电储能辅助服务改造可行性研究和江陵火电储能辅助服务改造可行性研究招标,这或将成为湖北省首批开展火电储能联合调频应用的项目。据公开资料显示,华电襄阳公司一期工程4*300MW机组于1996年开工建设,2005年进行了二期2*600MW机组扩建,并陆续完成了30
7月23日17:30,江苏公司滨海发电公司储能辅助调频项目正式并网运行。该项目是江苏公司首个“火电+储能”项目,为集团公司“2035一流战略”目标实现再添一笔。该公司经过充分调研、测算、论证,决定建设18MW/9MWh的储能辅助调频项目。项目应用行业先进的磷酸铁锂电池技术,创新性的采用小型化、分仓式集
北极星储能网获悉,11月10日,国家能源集团宁夏电力灵武公司光火储耦合22兆瓦/4.5兆瓦时飞轮储能工程开工,该项目是国内第一个全容量飞轮储能-火电联合调频工程,也是全球单体储电量最大、单体功率最大的飞轮储能,突破500千瓦级大功率飞轮单体的技术瓶颈,实现大功率飞轮单体工程应用。
北极星储能网获悉,11月8日,杭锅股份发布拟与交易对方以及赫普能源环境科技股份有限公司签署《收购意向协议》。交易对方合计持有标的公司90%股份,杭锅股份拟通过受让股份及增资的方式取得标的公司51%股份。初步协商标的公司整体投前估值不超过30亿元。其中不高于5亿元用于公司对赫普能源进行增资。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!