作者｜姜华

截至2021年9月底，我国风电、光伏装机分别达到2.97亿千瓦和2.78亿千瓦，合计占电力系统总装机的比重提升至25.1%，较去年同期提升约4个百分点；同时，前三季度风电、光伏发电量占比11.8%，同比提升约1.8个百分点。

 

根据中共中央国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右；到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右；到2060年，非化石能源消费比重达到80%以上。

 

随着以新能源为主体的新型电力系统稳步推进，电力系统中电源结构发生深刻变化，风电、光伏挤占具有常规火电、水电机组空间，而火电为主的机组仍是当前电力系统主要的调频资源，承担着最主要的调频工作。与此同时，光伏、风电由于波动性、间歇性和随机性的特征，电力系统面临着调频资源的迫切需求。我国电力系统的频率是50Hz，频率的越限均会对电力系统的安全运行造成很大的影响，甚至会造成电力系统的垮塌。一般来说，频率偏差允许范围在±0.2~0.5Hz。

 

电力系统中频率调整按照负荷变化的周期和幅值大小区别对待，一般分为三类，第一类频率调整幅度很小，周期很短，一般小于10秒，属于微小变动分量；第二类频率调整变动幅度较大，周期大概在10秒至2-3分钟之间，属于冲击性的负荷变动；第三类是长周期分量，周期大约在2-3分钟至10-20分钟之间，主要由生产、生活和气象等因素引起的负荷变化。

 

一次调频主要针对第一类负荷短期的快速波动，属于有差控制，在电网频率越限时，变化值超过一次调频设定的死区值时，自动提供有功的支撑，保证电力系统的频率稳定。

 

储能、风电、光伏等电源具备一次调频能力是新能源为主体的新型电力系统的“刚需”，多个规程规范对储能等电源的一次调频能力提出具体要求。例如，行标《电力系统网源协调技术规范》（DL/T1870-2018）要求，风电场、光伏发电站应具备一次调频功能，可通过保留有功备用或配置储能设备，并利用有功控制系统或加装独立装置来实现一次调频功能；国标《电力系统安全稳定导则》（GB38755-2019）要求，35kV及以上电压等级并网的风电、光伏和储能均应具备一次调频功能；近期发布的国标《并网电源一次调频技术规定及试验导则》（GB/T40595-2021）进一步细化对各类电源一次调频要求，对35kV及以上电压等级并网的储能电站，一次调频死区设置在±0.03Hz~±0.05Hz，功率变化原则上不设置限制，必要时限制不小于20%额定有功功率，一次调频调差率在0.5%~3%，同时在充电或放电状态下均应具备一次调频能力。

 

火电侧配套储能、集中式储能和风光储等一体化项目是当前储能参与一次调频的主要形式，储能具备充放电响应时间短、调节速度快、调节精度高等优势，是优异的调频资源，可有效促进新能源消纳，并可对电网提供支撑。一般来说，根据电力系统一次调频要求，结合风电、光伏或储能场站各个单元的运行状态，通过一次调频控制器、快速协调控制器等设备协同优化各个单元的一次调频响应出力，从而满足电力系统的一次调频要求。

- End -

转载请注明公众号：储能设计；ID：ESSdesign