合眾匯能與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的儲(chǔ)能技術(shù)提供商聯(lián)合推出“超級(jí)電容+ ”混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，在火儲(chǔ)聯(lián)調(diào)及快速調(diào)頻技術(shù)等領(lǐng)域深度合作，為“雙碳”目標(biāo)添磚加瓦！

“雙碳”目標(biāo)下的新能源電力系統(tǒng)發(fā)展

截至2021年，我國(guó)風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模328GW、307GW，合計(jì)占全國(guó)電力總裝機(jī)規(guī)模比例為27%；2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電量6556億千瓦時(shí)、3270億千瓦時(shí)，合計(jì)占全國(guó)總發(fā)電量比例12%。根據(jù)國(guó)家能源局網(wǎng)站，風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會(huì)用電量比重將持續(xù)提升，2025年將達(dá)到16.5%左右。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，2019年上半年，全國(guó)調(diào)頻服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用達(dá)27億元，占全國(guó)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用比例為21%，僅次于調(diào)峰38%和備用36%。

一次調(diào)頻：電網(wǎng)功率缺額，引起電網(wǎng)頻率降低，如果不進(jìn)行調(diào)節(jié)，則按靜特性曲線1（Pc1），頻率應(yīng)降至f3，各機(jī)組根據(jù)頻率偏差進(jìn)行一次調(diào)頻，與電網(wǎng)負(fù)荷靜態(tài)頻率自調(diào)節(jié)作用一起，使討論的機(jī)組增發(fā)了功率ΔPf=P2－P1，電網(wǎng)頻率為f2（靜特性曲線2（Pc1）上B點(diǎn)）。即討論的機(jī)組與電網(wǎng)其它機(jī)組一起進(jìn)行了一次調(diào)頻，但電網(wǎng)頻率為f2，不可能恢復(fù)到擾動(dòng)前的f1。
二次調(diào)頻：若電網(wǎng)二次調(diào)頻將討論的機(jī)組的目標(biāo)功率由Pc1修正為Pc2，則機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)靜特性由特性曲線1（Pc1）變?yōu)樘匦郧€2（Pc2）。最后的調(diào)節(jié)結(jié)果為特性曲線2（Pc2）上C點(diǎn)：調(diào)速系統(tǒng)調(diào)差系數(shù)（速度變動(dòng)率）ep、機(jī)組目標(biāo)功率Pc2、機(jī)組實(shí)際功率P3、機(jī)組頻率f1；電網(wǎng)的功率缺額得以補(bǔ)償，系統(tǒng)頻率也恢復(fù)到擾動(dòng)前的數(shù)值f1。顯然，電網(wǎng)負(fù)荷頻率自調(diào)節(jié)作用（一次調(diào)頻）僅在調(diào)節(jié)過程中起作用。

儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

發(fā)電環(huán)節(jié)：
平滑出力波動(dòng)、跟蹤出力和經(jīng)濟(jì)調(diào)度、參與電源的調(diào)頻與調(diào)壓。
輸電環(huán)節(jié)：
參與系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻、有功/無功控制、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)潮流分布、提升系統(tǒng)功角穩(wěn)定水平。
配電環(huán)節(jié)：
能量?jī)?yōu)化管理、參與調(diào)頻、削峰填谷、提供備用、提升微/配電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
儲(chǔ)能輔助AGC調(diào)頻的技術(shù)原理

?當(dāng)電網(wǎng)調(diào)度AGC指令下發(fā)到機(jī)組，儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)獲取該AGC指令，由于發(fā)電機(jī)組響應(yīng)速度（分鐘級(jí)）較慢，EMS系統(tǒng)利用自身響應(yīng)速度（秒級(jí)）快的特性先彌補(bǔ)短時(shí)間內(nèi)機(jī)組出力與AGC指令間的功率差值。等機(jī)組響應(yīng)跟上之后，EMS系統(tǒng)出力逐漸降低，以確保儲(chǔ)能系統(tǒng)和機(jī)組聯(lián)合出力與AGC指令保持一致，并準(zhǔn)備下一次AGC指令響應(yīng)。

混合儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)

為保證最大限度發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)快速調(diào)頻的優(yōu)勢(shì)和提高儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行利用時(shí)間，公司采用最新的二代“超級(jí)電容+鋰電池” 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助電廠調(diào)頻，提高綜合調(diào)頻性能指標(biāo)，提高電廠在電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
混合儲(chǔ)能EMS結(jié)合超級(jí)電容、電池和機(jī)組的不同特性，靈活應(yīng)對(duì)不同的調(diào)頻指令，使整體調(diào)度更靈敏、可靠，收益更高，具體優(yōu)勢(shì)有：
（1）響應(yīng)速度更快
超級(jí)電容可以在毫秒級(jí)開始動(dòng)作，電池也可在1s之內(nèi)完成AGC調(diào)度指令，幾乎是火電機(jī)組響應(yīng)速度的60倍；彌補(bǔ)傳統(tǒng)火電機(jī)組爬坡速度慢、響應(yīng)滯后的缺點(diǎn)，可快速穩(wěn)定系統(tǒng)頻率，防止頻率波動(dòng)的進(jìn)一步擴(kuò)大。
（2）調(diào)節(jié)精度更高
儲(chǔ)能平均出力誤差小于1%，可以進(jìn)一步改善電池儲(chǔ)能調(diào)頻的出力精度，提高調(diào)頻效果。
（3）爬坡能力強(qiáng)/調(diào)節(jié)速度快
對(duì)于2MW的AGC指令，超級(jí)電容能做毫秒級(jí)反應(yīng)，而7MW以內(nèi)AGC指令，電池可以做秒級(jí)的反應(yīng)，機(jī)組僅僅承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)中的慢速和大容量功率需求。
（4）電池壽命更長(zhǎng)、更安全
由于大量小容量頻繁調(diào)頻任務(wù)由100萬次壽命的超級(jí)電容承擔(dān)，更加合理延長(zhǎng)了電池壽命，相當(dāng)于降低了整體系統(tǒng)的成本，提升了整體系統(tǒng)的壽命和可維護(hù)性。
（5）調(diào)頻性能和收益提高

提高了K值，AGC調(diào)頻收益在第一代的基礎(chǔ)上再提升20%--30%；
（6）工況適應(yīng)性更強(qiáng)
超級(jí)電容、電池和機(jī)組聯(lián)調(diào)策略，通過EMS的策略，靈活應(yīng)對(duì)季節(jié)、新能源不斷消納帶來的調(diào)頻工況需求；

超級(jí)電容系統(tǒng)配有功能強(qiáng)大的超級(jí)電容管理系統(tǒng)（CMS）。各個(gè)儲(chǔ)能包自帶狀態(tài)監(jiān)控 、安全保護(hù)告警 、整體系統(tǒng)投切與隔離可控等功能。系統(tǒng)采用風(fēng)冷系統(tǒng)，并在極端情況下可順利切除，保證整體系統(tǒng)的安全、可靠。

方案設(shè)計(jì)原則

調(diào)頻具有功率大，時(shí)間短，次數(shù)多等的特點(diǎn)，這就對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在可靠性、安全性、響應(yīng)速度、循環(huán)壽命、能量效率、充放電時(shí)間比，以及外形尺寸方面提出了全面的要求，主要包括：
■ 高可靠性、高安全性
■火電廠機(jī)端應(yīng)用對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠性和安全性提出嚴(yán)格的要求，包括各種正常和電網(wǎng)/機(jī)組故障工況下的可靠運(yùn)行；
儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行及投切不影響機(jī)組本身正常運(yùn)行；
■儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備完善的故障管理功能，儲(chǔ)能系統(tǒng)故障不應(yīng)當(dāng)影響機(jī)組的正常運(yùn)行；
■儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備完善的防爆、防火、抗震等保護(hù)，滿足運(yùn)行安全要求；
■儲(chǔ)能系統(tǒng)選用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的HCCCap系列超級(jí)電容和先進(jìn)鋰離子電池制造商的成熟產(chǎn)品，以保證系統(tǒng)整體可靠性及使用壽命，最小化儲(chǔ)能技術(shù)本身的風(fēng)險(xiǎn)；
■快速的充放電響應(yīng)速度
儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備快速的充放電響應(yīng)速度，滿足AGC調(diào)頻應(yīng)用的需求；
■高循環(huán)壽命
儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)滿足AGC調(diào)頻應(yīng)用中，頻繁往復(fù)充放電要求，滿足經(jīng)濟(jì)性壽命周期；
■高能量效率
這一方面可以降低儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的用電損耗，另一方面可以提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的可利用率；?
■充放電時(shí)間比應(yīng)接近1:1
即儲(chǔ)能系統(tǒng)在可利用運(yùn)行區(qū)間內(nèi)充電功率與放電功率應(yīng)保持一致，同時(shí)具有較高的能量效率；
■高度集成化，尺寸小
儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具有高度集成化設(shè)計(jì)，尺寸不宜過大，以滿足機(jī)端安裝場(chǎng)地相對(duì)狹小和施工限制。

超級(jí)電容在電網(wǎng)全環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地

發(fā)電側(cè)：可再生能源平滑入網(wǎng)針對(duì)光伏、風(fēng)電并網(wǎng)在慣量響應(yīng)方面的缺失，可采用超級(jí)電容作為短時(shí)儲(chǔ)能裝置，以平抑風(fēng)光并網(wǎng)是的功率波動(dòng)。發(fā)電側(cè)一/二次調(diào)頻鋰離子電池、超級(jí)電容以互相形式組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，支持調(diào)頻，調(diào)頻模式切換。
輸配電側(cè)：輸配電側(cè)調(diào)頻弱電網(wǎng)發(fā)生大波動(dòng)引起頻率貼落實(shí)，超級(jí)電容微儲(chǔ)能裝置可將一次調(diào)頻滯后時(shí)間縮短至毫秒級(jí)別。配電終端不間斷電源當(dāng)電力線路發(fā)生故障時(shí)，超級(jí)電容使配電終端仍能維持一段時(shí)間的工作，為完成故障檢測(cè)，保護(hù)跳閘，重合閘自愈以及狀態(tài)上報(bào)主站等一系列操作爭(zhēng)取時(shí)間。

用電側(cè)：備用電源，功率電源超級(jí)電容用作備用電源可在突發(fā)情況下提供緊急電力，用作功率電源可在短時(shí)間內(nèi)為系統(tǒng)提高功率脈沖。不間斷電源在幾秒內(nèi)提供兆瓦級(jí)的UPS解決方案，防止生產(chǎn)損失與系統(tǒng)故障。

合眾匯能針對(duì)1500V大型儲(chǔ)能系統(tǒng)自主研發(fā)的超級(jí)電容數(shù)字化儲(chǔ)能包，自帶分布式獨(dú)立數(shù)據(jù)處理單元，擁有邊緣計(jì)算能力，可在面對(duì)系統(tǒng)中數(shù)量巨大的電容單元下，采用分布與集中協(xié)同的CMS架構(gòu)，實(shí)時(shí)采集與處理各級(jí)數(shù)據(jù)，將數(shù)字化儲(chǔ)能包采用堆疊技術(shù)構(gòu)成儲(chǔ)能系統(tǒng)，更好的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、調(diào)整與控制儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)，從而達(dá)到極大限度保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性的作用。