合眾匯能聯(lián)合推出“超級電容+ ” 混合儲能系統(tǒng)！

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

“雙碳”目標下的新能源電力系統(tǒng)發(fā)展

截至2021年，我國風電、光伏裝機規(guī)模328GW、307GW，合計占全國電力總裝機規(guī)模比例為27%；2021年風電、光伏發(fā)電量6556億千瓦時、3270億千瓦時，合計占全國總發(fā)電量比例12%。根據(jù)國家能源局網(wǎng)站，風電、光伏發(fā)電量占全社會用電量比重將持續(xù)提升，2025年將達到16.5%左右。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2019年上半年，全國調(diào)頻服務(wù)補償費用達27億元，占全國電力輔助服務(wù)補償費用比例為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，如果不進行調(diào)節(jié)，則按靜特性曲線1（Pc1），頻率應(yīng)降至f3，各機組根據(jù)頻率偏差進行一次調(diào)頻，與電網(wǎng)負荷靜態(tài)頻率自調(diào)節(jié)作用一起，使討論的機組增發(fā)了功率ΔPf=P2－P1，電網(wǎng)頻率為f2（靜特性曲線2（Pc1）上B點）。即討論的機組與電網(wǎng)其它機組一起進行了一次調(diào)頻，但電網(wǎng)頻率為f2，不可能恢復到擾動前的f1。
二次調(diào)頻：若電網(wǎng)二次調(diào)頻將討論的機組的目標功率由Pc1修正為Pc2，則機組調(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：調(diào)速系統(tǒng)調(diào)差系數(shù)（速度變動率）ep、機組目標功率Pc2、機組實際功率P3、機組頻率f1；電網(wǎng)的功率缺額得以補償，系統(tǒng)頻率也恢復到擾動前的數(shù)值f1。顯然，電網(wǎng)負荷頻率自調(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、跟蹤出力和經(jīng)濟調(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)：
能量優(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。
儲能輔助AGC調(diào)頻的技術(shù)原理

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

混合儲能的優(yōu)點

為保證最大限度發(fā)揮儲能系統(tǒng)快速調(diào)頻的優(yōu)勢和提高儲能系統(tǒng)運行利用時間，公司采用最新的二代“超級電容+鋰電池” 混合儲能系統(tǒng)輔助電廠調(diào)頻，提高綜合調(diào)頻性能指標，提高電廠在電力輔助服務(wù)市場的競爭力。
混合儲能EMS結(jié)合超級電容、電池和機組的不同特性，靈活應(yīng)對不同的調(diào)頻指令，使整體調(diào)度更靈敏、可靠，收益更高，具體優(yōu)勢有：
（1）響應(yīng)速度更快
超級電容可以在毫秒級開始動作，電池也可在1s之內(nèi)完成AGC調(diào)度指令，幾乎是火電機組響應(yīng)速度的60倍；彌補傳統(tǒng)火電機組爬坡速度慢、響應(yīng)滯后的缺點，可快速穩(wěn)定系統(tǒng)頻率，防止頻率波動的進一步擴大。
（2）調(diào)節(jié)精度更高
儲能平均出力誤差小于1%，可以進一步改善電池儲能調(diào)頻的出力精度，提高調(diào)頻效果。
（3）爬坡能力強/調(diào)節(jié)速度快
對于2MW的AGC指令，超級電容能做毫秒級反應(yīng)，而7MW以內(nèi)AGC指令，電池可以做秒級的反應(yīng)，機組僅僅承擔調(diào)頻任務(wù)中的慢速和大容量功率需求。
（4）電池壽命更長、更安全
由于大量小容量頻繁調(diào)頻任務(wù)由100萬次壽命的超級電容承擔，更加合理延長了電池壽命，相當于降低了整體系統(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
超級電容、電池和機組聯(lián)調(diào)策略，通過EMS的策略，靈活應(yīng)對季節(jié)、新能源不斷消納帶來的調(diào)頻工況需求；

超級電容系統(tǒng)配有功能強大的超級電容管理系統(tǒng)（CMS）。各個儲能包自帶狀態(tài)監(jiān)控 、安全保護告警 、整體系統(tǒng)投切與隔離可控等功能。系統(tǒng)采用風冷系統(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)計原則

調(diào)頻具有功率大，時間短，次數(shù)多等的特點，這就對儲能系統(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
■火電廠機端應(yīng)用對儲能系統(tǒng)可靠性和安全性提出嚴格的要求，包括各種正常和電網(wǎng)/機組故障工況下的可靠運行；
儲能系統(tǒng)運行及投切不影響機組本身正常運行；
■儲能系統(tǒng)應(yīng)具備完善的故障管理功能，儲能系統(tǒng)故障不應(yīng)當影響機組的正常運行；
■儲能系統(tǒng)應(yīng)具備完善的防爆、防火、抗震等保護，滿足運行安全要求；
■儲能系統(tǒng)選用國內(nèi)最先進的HCCCap系列超級電容和先進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，最小化儲能技術(shù)本身的風險；
■快速的充放電響應(yīng)速度
儲能系統(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
儲能系統(tǒng)應(yīng)滿足AGC調(diào)頻應(yīng)用中，頻繁往復充放電要求，滿足經(jīng)濟性壽命周期；
■高能量效率
這一方面可以降低儲能系統(tǒng)運行的用電損耗，另一方面可以提高儲能系統(tǒng)的可利用率；?
■充放電時間比應(yīng)接近1:1
即儲能系統(tǒng)在可利用運行區(qū)間內(nèi)充電功率與放電功率應(yīng)保持一致，同時具有較高的能量效率；
■高度集成化，尺寸小
儲能系統(tǒng)應(yīng)具有高度集成化設(shè)計，尺寸不宜過大，以滿足機端安裝場地相對狹小和施工限制。

超級電容在電網(wǎng)全環(huán)節(jié)實現(xiàn)應(yīng)用落地

發(fā)電側(cè)：可再生能源平滑入網(wǎng)針對光伏、風電并網(wǎng)在慣量響應(yīng)方面的缺失，可采用超級電容作為短時儲能裝置，以平抑風光并網(wǎng)是的功率波動。發(fā)電側(cè)一/二次調(diào)頻鋰離子電池、超級電容以互相形式組成混合儲能系統(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)生大波動引起頻率貼落實，超級電容微儲能裝置可將一次調(diào)頻滯后時間縮短至毫秒級別。配電終端不間斷電源當電力線路發(fā)生故障時，超級電容使配電終端仍能維持一段時間的工作，為完成故障檢測，保護跳閘，重合閘自愈以及狀態(tài)上報主站等一系列操作爭取時間。

用電側(cè)：備用電源，功率電源超級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1500V大型儲能系統(tǒng)自主研發(fā)的超級電容數(shù)字化儲能包，自帶分布式獨立數(shù)據(jù)處理單元，擁有邊緣計算能力，可在面對系統(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)，實時采集與處理各級數(shù)據(jù)，將數(shù)字化儲能包采用堆疊技術(shù)構(gòu)成儲能系統(tǒng)，更好的實現(xiàn)監(jiān)控、調(diào)整與控制儲能系統(tǒng)狀態(tài)，從而達到極大限度保障儲能系統(tǒng)安全性的作用。