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“调峰的时间尺度以小时或半天计,能量型储能系统较为适合,若以削峰填谷的运行,储能通常会每天一充两放或一放的控制方式执行充放电过程。但是,调频与调峰时间尺度和技术需求有着显著差异,调频应用要求功率型储能系统在秒或分钟级时间尺度频繁充放电,并且电网在一天24小时都在进行调频,这些都对储能系统的循环寿命、可靠性等提出了非常高的要求”。王澍表示。2011年美国电科院(EPRI)研究报告指出,储能应用于调频是在所有电力系统储能应用中价值最高的应用。
调频服务市场广阔
从2008年开始,一些储能技术开始逐步成规模地进入调频市场,电监会的一份研究报告指出,在过去的10年内,全球范围内各种新型储能技术和产品获得了突破,在储能产品的使用寿命、功率和容量、系统可靠性等方面都有长足的发展,已经完全能够满足电网的需求。截至目前,美国正式商用的储能调频系统已达10万千瓦。
“这是由于储能的技术特性非常适合于电力调频。2008年美国西北太平洋国家实验室的分析报告指出,同等规模比较下,储能系统进行调频的效果是水电机组的1.7倍,是燃气机组的2.7倍,是火电机组和联合循环机组的近20倍”。王澍表示,“此外,储能系统的功率容量可以根据需求在不同时间段灵活配置”。
此外,电网对于调频服务的需求也在增长。随着电力系统接入越来越多的风电和光伏发电,系统的净负荷波动性变得更加显著,到2020年中国将有总共150GW的风电并入各个区域电网。区域电网内调频的压力将越来越大,调频需求将成倍增长。
尽管有着上述优势和巨大的市场,但是,要替代现有的调频方式,储能技术仍存在经济性上的疑问。
“电力辅助服务是确保电网安全经济运行的重要手段。如果辅助服务没有达到要求,安全性与经济性将受到影响。与火电进行调频相比,储能提供更优质的调频服务的经济账应该怎么算是需要进行重点研究的课题:目前,美国电力市场执行按照调频效果付费的机制,调频效果越好获得的补偿收益越高,那么储能调频就存在商业化的可能”。王澍说。
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编者按:近年来,在智能电网和可再生能源发电规模快速发展的带动下,储能技术越来越成为多个国家能源科技创新和产业支持的焦点。不过,受限于储能技术成本高、经济性低以及相关行业政策的缺位,现阶段在国内电力行业还不能实现大规模应用。而随着北京石景山热电厂2兆瓦锂离子电池储能电力调频系统的运行,储能技术实现商业化应用曙光初现。为了解储能技术在火力发电AGC调频中的运用,以及该项目的运营模式、实际效果、商业价值等,本刊记者走进石景山热电厂,与公司领导和项目主要负责人进行了深入交流和探讨,希望能够为广大读者提供可借鉴的经验,并带来有价值的启发和思考。2013年9月16
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