●前言
第1章緒論1
1.1背景及意義2
1.2電池儲能技術的發展現狀4
1.3電池儲能調頻應用研究9
1.4電力繫統頻率調節13
1.4.1電力繫統頻率一次調節13
1.4.2電力繫統頻率二次調節14
1.4.3發電機組類型與電力繫統頻率調節15
1.4.4國內外電力繫統頻率指標和控制要求16
1.4.5參與電力調頻的容量要求16
1.4.6電力繫統調頻與自動發電控制性能評價17
1.4.7現代電網頻率調節面臨的問題17
1.5小結19
第2章電池儲能繫統調頻特性分析21
2.1技術特性分析21
2.1.1電池的倍率特性21
2.1.2電池的壽命特點22
2.2與火電機組的對比分析23
2.2.1出力特征對比分析23
2.2.2調節容量對比分析24
2.2.3經濟性對比分析26
2.3調頻優勢分析27
2.4調頻效率分析30
2.5效益分析31
2.5.1電池儲能繫統調頻的靜態效益32
2.5.2電池儲能繫統調頻的動態效益33
2.5.3儲能繫統調頻的環境效益34
2.6小結35
第3章國內外電池儲能繫統調頻案例分析37
3.1國內典型案例38
3.1.1國家風光儲輸示範基地38
3.1.2南方電網寶清電池儲能電站39
3.1.3北京石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲能電力調頻繫統39
3.2國外典型案例39
3.2.1北美主要儲能調頻項目情況40
3.2.2國外電池公司相關儲能項目介紹42
第4章電池儲能繫統調頻規劃配置技術44
4.1選址規劃45
4.1.1電池儲能繫統參與電網調頻的選址概略45
4.1.2電池儲能繫統參與電力繫統調頻選址步驟與模型47
4.1.3電池儲能繫統參與電力繫統調頻應用的選址實例49
4.2容量優化配置52
4.2.1電池儲能繫統參與電網調頻的容量配置概略52
4.2.2電池儲能繫統參與電網調頻的容量優化配置方法54
4.2.3電池儲能繫統參與電網調頻的容量配置實例61
4.3運行控制69
4.3.1電池儲能繫統參與電網調頻的運行控制概略69
4.3.2電池儲能繫統參與電網調頻的基本控制模式71
4.3.3考慮儲能繫統參與電網調頻動作時機與深度的運行方法77
4.3.4電池儲能繫統參與電網調頻的運行控制實例80
4.4小結86
第5章電池儲能繫統調頻控制技術88
5.1電力繫統調頻服務需求概述89
5.1.1電力繫統頻率控制的必要性89
5.1.2電力繫統調度控制繫統概述90
5.1.3電力繫統頻率控制的挑戰90
5.2調頻服務的考核與補償方法91
5.2.1我國電網頻率考核方法91
5.2.2電池儲能繫統調頻輔助服務補償辦法93
5.3自動發電控制繫統94
5.3.1自動發電控制繫統概述94
5.3.2自動發電繫統架構94
5.4電池儲能調頻技術優勢95
5.4.1電池儲能繫統的技術特點95
5.4.2電池儲能繫統物理模型96
5.5電池儲能調頻控制方法100
5.5.1基於PI控制器的電池儲能繫統控制策略100
5.5.2基於模型預測控制方法的電池儲能繫統調頻控制策略101
5.6電池儲能調頻回報分析103
5.6.1電池儲能繫統在電力市場環境下獲取收益途徑103
5.6.2電池儲能繫統參與調頻服務回報分析104
5.7小結106
第6章電池儲能繫統調頻典型設計方法107
6.1進行方案設計的背景與意義108
6.2設計思想與原則109
6.3電池儲能繫統調頻的原理109
6.3.1儲能繫統一次調頻的原理109
6.3.2儲能繫統二次調頻的原理110
6.4方案設計110
6.4.1儲能繫統功率與容量的確定110
6.4.2儲能繫統參與調頻的控制策略設計112
6.4.3電池儲能繫統容量控制設計114
6.5小結115
第7章電池儲能調頻運行評估技術116
7.1電池儲能繫統調頻控制繫統的調試117
7.1.1儲能繫統一次調頻控制繫統調試117
7.1.2儲能繫統二次調頻控制繫統調試118
7.2電池儲能繫統調頻控制性能評價120
7.3市場風險評估121
7.3.1政策風險121
7.3.2技術風險121
7.3.3標準體繫風險121
7.4小結122
參考文獻123

本書通過對電池儲能繫統參與電力調頻的可行性與價值進行分析，確定此項技術具有廣闊的應用前景；研究的電池儲能繫統參與電力調頻的協調控制問題、電池儲能繫統參與調頻的容量配置方法，可為儲能參與電力調頻的示範與產業化工程夯實基礎；針對典型的調頻示範工程進行介紹，提出了電池儲能繫統替代某傳統調頻機組參與電力繫統調頻的方案設計，為電池儲能繫統應用於調頻領域的方向、規劃與建設提供了有力的支撐。

我國的調頻電源主要為火電機組，通過調整機組有功出力，跟蹤繫統頻率變化。但是火電機組響應時滯長、機組爬坡速率低，不能準確跟蹤電網調度的調頻指令，存在調節延遲、調節偏差和調節反向等現像。此外，火電機組頻繁變換功率運行,會加重機組設備疲勞和磨損，影響機組的運行壽命。 比較而言，水電機組響應較快，可以在幾秒內達到滿功率輸出。但水電機組的建設受地理條件的，整體可提供的調頻容量較為有限，亟須新的調頻手段以滿足電網調頻要求。電池儲能繫統響應速度快，短時功率吞吐能力強，調節靈活，可在毫秒至秒內實現滿功率輸出，在額定功率內的任何功率點實現精準控制。相關研究表明，持續充/放電時間為15min的儲能繫統，其調頻效率約為水電機組的1.4倍、燃氣機組的2.2倍、燃煤機組的24倍。電池儲能繫統與常規調頻電源相結合，可有效提升電力繫統調頻能力，也可獨立作為調頻電源參與電網的調頻服務，彌補大量可再生能源接入電網帶來的頻率等