许守平-构网型电化学储能在新型电力系统中的作用和案例分析.pdf

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1、中国电力科学研究院有限公司 储能与电工新技术研究所2024.03 深圳许守平中国电科院双创示范中心2构网型储能的发展背景1构网型储能技术特点与现状2构网型储能应用场景案例3CONTENTS目目 录录总结和展望4新型电力系统的特征3高比例新能源+高比例电力电子设备=“双高”特征高惯量、强阻尼，源随荷动 低惯量、弱阻尼、源荷互动n 供电主力电源发生较大改变u 由传统燃煤机组转向新能源为主体的发电结构；u 从静态负荷资源转变为动态可调符合资源；u 从单向电能供给变为双向电能互济，终端电能替代比例从低到高。n 从发电机主导向变流器主导演变u 新能源的并网、传输和消纳在源网荷端引入了更多电子电子装备，电

2、力系统呈现显著的电力电子化趋势。来源：新型电力系统发展蓝皮书新型电力系统的挑战电网安全稳定问题电力电子设备占比不断提高对电力系统的主动支撑能力不足、转动惯量缺失、参与调频调压控制能力弱，在扰动下，电压、频率和功角稳定性恶化。电网电量平衡问题常规电源占比降低，风光资源的间歇性、波动性、难储存性加大了中长时间尺度的电力电量平衡难度，调节电源存在较大缺口。波过程电磁暂态过程机电暂态过程热动态过程微秒毫秒秒分小时年10-710-610-310-510-4110-110-210210104103106105t(s)毫秒/秒秒/小时/年短时间尺度长时间尺度电压稳定性频率稳定性功角稳定性5储能在新型电力系统

3、中的作用u 储能作为优质的灵活调节资源和潜在的主动支撑手段，能够减小电网峰谷差、改善电压动态性能，是应对新型电力系统“电网安全稳定和电力电量平衡”挑战的有效手段。p 储能具有快速灵活调节性能，能够主动参与电网调节，从能量、功率层面提供不同时间尺度的支撑，全方位保障电力系统的电力供应、安全稳定，促进新能源的消纳，目前应用场景涵盖了源-网-荷多种场合。5Contents辅助动态调节延缓机组建设电源侧调调峰峰调调频频备用容量电压支撑电网侧输电网支撑缓解线路阻塞延缓设备升级变电站电源用户负荷侧分时电价套利需求侧管理综综合合能能源源服服务务电能质量新新能能源源电电能能时时移移新新能能源源波波动动平平滑滑

4、新新能能源源接接入入稳稳定定源网荷事故备用辅助服务6新型电力系统对构网型储能的需求l 强电网下，基于锁相环技术的传统跟网型技术（Grid Following，GFL）不仅可以实现新能源利用率的最大化，还可以保证教高的并网电能质量。l 随着新能源渗透率不断提高，在各个地方引起了多起事故，跟网型技术已不足以提供电网所需的安全稳定能力。u 2016年9月28日，南澳州极端天气造成电网连续发生6次故障穿越，5次重合闸失败，由于系统转动惯量能力不足，造成南澳大停电。u 2016年8月9日，在遭受雷击后，英国霍恩风电场并网点的等效电网强度弱，引发无功控制系统振荡，导致英国伦敦大停电。u 2011年2月4日

5、，在甘肃酒泉某风电场内部短路故障，大量风机因低电压穿越能力不足而发生脱网，同时由于无功控制策略不完善，造成事故扩大。解决上述问题的手段：友好接入 主动支撑 构网能力7政策对构网型储能的需求u2023年，国家年，国家能源局发布能源局发布关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知：技术创新类项目方面，：技术创新类项目方面，包括包括新能源加储能构网型技术新能源加储能构网型技术示范，主要支持构网型风电、构网型光伏发电、示范，主要支持构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能构网型储能、新能源低频、新能源低频组网送出等技术研发与工程示范。组网送出等技术研发与工程示范。u

6、2023年年至今，至今，新疆新疆、西藏、江苏等地方、西藏、江苏等地方相继发布相继发布了了探索建设构网型储能相关政策文件，支持构网型储构网型储能等技术研发与工程能等技术研发与工程示范。示范。政策名称构网型储能相关内容国家层面国家能源局关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知主要支持构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能等技术研发与工程示范。地方层面西藏2023年风电、光伏发电等新能源项目开发建设方案并网光伏项目+储能项目配置储能，储能时长不低于4小时，并按要求加装构网型装置。关于积极推动西藏电力系统构网型储能项目试点示范应用的通知鼓励在阿里地区、那曲市、日喀则市、拉萨市等地区先行先试构网型储能。