电池储能系统的远程通信应用 (1).pdf
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1、1222023.06电源与节能0 引言随着电力需求的增长和电力企业市场化改革的推进,大量可再生能源接入,特高压通道陆续投运,电源结构、网架结构发生重大变化,居民、三产等随机性用电负荷占比逐年增大,电力系统对储能的需求日益增大。火储联合调频凭借“调节速率快、精度高、响应时间短”的优势迅速发展,火储联合调频以火电机组作为响应 AGC 调频指令的基础单元,以电池储能系统(BESS)作为远程通信快速响应AGC指令的补充单元,将机组出力与储能系统出力合并后作为系统总出力送至电网,达到改善机组 AGC 性能的目的,保证电网频率的稳定,提高电力系统运行的安全性。1 储能项目介绍BESS 内部通信架构集成了高
2、低压开关柜、变压器、PCS、电池汇流柜、BMS 及其他辅助系统或传感器等,它们均承担着不同的功能,对外有着不同的通信接口与调度方式。淮阴电厂现有二期 3 号、4 号,三期 5 号、6 号机组为330MW 亚临界燃煤机组。电厂利旧原一期主厂房磨煤机房半封闭空间(面积约 1000 m2)建成了 10MW/5MWh 蓄电池储能辅助 AGC 调频电站。电池采用磷酸铁锂电池,采用预制舱方式布置,储能调频电站包括 2 套 5MW/2.5MWh 的储能子系统(4 个 2.5MW/1.25MWh 储能单元),每个储能单元包含2 个额定容量 1.25MW 的储能系统交直流逆变器(PCS)和 1个 1250kWh
3、 的电池集装箱。每套储能电池组接入一台 500kW PCS直流侧,每两台PCS交流侧并联接入双绕组升压变低压侧,经升压变升压后经 6kV 就地开关柜接入储能电站 6kV 母线,四段储能母线分别接入四台机 6kV 厂用电母线。正常运行时每组 PCS、电池子系统输出功率 2.5MW 供四台机组调用;当储能电站侧母联闭合,每个子系统输出 5MW 供二、三期各一台机组调用;通过将#1、#2储能站环网柜电源在进线侧联络,结合环网柜方式调整,实现 5MW 储能功率分别供任意两台机组或 10MW 的储能功率供任意一台运行机组调频调用。电网调度远程发送 AGC 指令至电厂 RTU,机组 DCS 接收 RTU
4、转发的 AGC 指令后,仍按常规流程响应 AGC 指令,同时将 AGC 指令转发储能主控单元;储能系统主控单元根据接收到的 AGC 指令和机组出力等运行数据,经过算法,算出AGC 指令和机组出力功率差,确定储能系统出力指令,并下发至储能系统本地控制器,各本地控制器将功率指令均分各储能子单元。2 电池储能系统通讯设备配置BESS 接入电站数据采集与监控(SCADA)系统或实现对外数据通讯的基本方式主要有串口通信和以太网通信,为保证SCADA 系统获取每个 BESS 的运行状态和工作数据,一般需要在 BESS 内部配置信息采集设备。信息采集设备应根据场站级 SCADA 系统需求,实时将 BESS
5、内信息,如 PCS、BMS、直流回路、配电设备及环境安全等数据上传。信息采集设备分为分立式配置和一体化配置两种,如图 1 所示。分立式配置:包含实现规约转换的通信管理机一台,实现组网的光纤交换机一台以及光纤熔接盒、光电转换装置等附件。一体化配置:是将通信管理、光纤组网以及变压器保护测控等功能集成于一台设备,并安装在箱式变压器中,使用方式更为简单。电池储能系统的远程通信应用黄 洪华能淮阴发电有限公司摘要:电池储能系统远程通信的意义是能够满足电力系统和消费者的需求。通过火储联合调频能改善火电机组的调频性能,提高电力系统的稳定性。电池储能系统集成技术的研究,直接影响电池储能系统的发展,成为电池储能系
6、统大规模应用及普及的关键技术。关键词:电池储能系统;远程通信;火储联合调频1232023.06电源与节能3 江苏火储市场及通信控制介绍火储联合系统中,BESS 的电网接入方式一般分为两种,一种利用原有厂用变富裕容量,经二次升压接入发电机出口,另一种为配置独立升压变,直接实现储能系统接入发电机组出口。在通信及控制系统方面,RTU 及 DCS 都应作相应改动,如图 2 所示。设备技术改造与基本功能包括:RTU新增BESS功率测点,与发电机组出力测量值合并后,传输至电网调度中心,作为AGC考核依据,新建与BESS通信,分配 AGC 指令,并可依据需求向 BESS 传输该火储联合系统出力信息及状态信息
7、,以便在本地进行初步 AGC 调节性能指标 KP 评估及收益分析。DCS 新建与 BESS 间通信,传输 AGC 指令、发电机组出力反馈、发电机组实际负荷指令、发电机组 AGC 投入反馈、发电机组一次调频动作标志、发电机组出力限幅、发电机组调节速率限幅等。BESS 依据 AGC 指令及机组实时出力,结合储能系统电池 SOC 状态,构造储能系统功率指令,实现快速功率控制与调节。江苏统调电厂调频辅助服务由市场化报价形成,补偿费用按日统计、按月结算,分为基本补偿和调用补偿两类。(1)基本补偿所有具备合格 AGC 功能的机组按照性能、容量、投运率计算基本补偿费用。计算方法为:补偿=标准 Min日性能指
8、标,2 可调容量 AGC投运率基本补偿主要影响因素为调频综合性能指标、AGC 投运率、可调范围。补偿标准为 2 元/MW,综合调节性能指标上限为 2,该部分补偿收益相对固定。(2)调用补偿图 1 BESS 信息采集设备图 2 火储联合 AGC 系统1242023.06电源与节能每周由调度机构发布需求,各机组根据自身性能进行报价,经过统一出清,中标机组优先调用,形成 AGC 调用补偿。调用补偿费用计算方法为:补偿=调频里程 日综合调节性能 出清价格调用补偿费用主要取决于综合调节性能、调频里程及出清价格。交易周期。按周报价,日前预出清、日内调用。每周一申报本周调频报价,每日发布出清结果。调频里程。
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