轮）混合储能
技术方案
2019年X月
目录
1总述 (3)
1.2设计原则 (4)镜面果胶
1.3工作原理 (4)
2.1储能类型选择 (6)
2.1.1飞轮储能系统介绍 (6)
混凝土模板2.1.2飞轮+锂电池储能总体方案 (8)
3电气部分 (9)
3.1.1接入电力系统方式 (9)
3.1.2辅助用电 (9)
3.1.3监控系统 (10)
3.1.4二次设备改造 (11)
4混合储能系统整体设计 (12)
4.1储能系统运行方式设计 (12)
4.2飞轮储能单元设计 (13)
4.3飞轮储能逆变器的选择 (13)
衣架制作4.4飞轮储能系统集装箱设计 (14)
4.4.1变流器PCS集装箱 (15)
4.4.2高压配电集装箱 (15)
4.5储能系统接地设计 (15)
4.6储能系统消防 (16)
4.7视频监控系统 (16)
4.8储能系统场地概况 (17)
5土建工程 (17)
酒精增稠剂
6环境保护与劳动安全 (18)
6.1危险源分析 (18)
6.2环境保护措施 (18)
6.3安全保护措施 (18)
7飞轮储能投资估算 (19)
8评价 (21)钢管工艺
8.1运行效果评价 (21)
8.2社会效果评价 (21)
9结论与建议 (22)
9.1结论 (22)
9.2建议 (22)
附件 1：飞轮储能系统介绍 (24)
1.1系统原理 (24)
1.2飞轮储能系统优势 (25)
1总述
由于现有锂电系统功率配置辅助AGC指令覆盖率低，不参与联合AGC调频运行中的精度调节，且磷酸铁锂电池因高频次的浅充浅放，严重影响其电池寿命（预计实际运行寿命远低于运行三年的设计寿命）。为此拟在现有锂电储能调频系统中增加飞轮储能系统，实现飞轮储能+磷酸铁锂电池储能的混合储能辅助火电机组AGC调频运行。飞轮+锂电混合储能系统可以有效提高现有单纯锂电储能系统辅助调频能力，提高辅助AGC调频指令的覆盖率，实现飞轮储能承担高频次低功率指令的调节，从而降低锂电池充、放电运行次数，延长电池系统使用寿命。
假设某电厂设置有12MW/6MWh的电化学储能调频系统，根据AGC指令变化情况统计， AGC调频指令的数据在±4MW以内的指令比较密集，此时4MW占整个电池储能调频的40%左右时，当采用飞轮储能替代锂电池进行调频动作，能够节省锂电池约40%的循环次数。
高功率AGC指令功率覆盖率由12MW提高至16MW，低功率4MW及以下AGC 指令可以由飞轮储能独立完成，参与0.5MW及以上的调频精度调节。锂电储能系统增加飞轮储能系统后不仅可以有效减少锂电池辅助调频运行中的浅充浅放次数，降低其充、放电运行电流，提高电池系统使用寿命。同时将显著提升机组AGC调频性能指标K，使其成为电网内储能辅助服务项目中最优质高效的AGC辅助服务项，显著提高电厂AGC辅助服务补偿经济收益。
1.1储能系统提升机组AGC特性分析
在电力系统运行中，自动发电控制(AGC)主要通过实时调节电网中的调频电源的有功出力，实现对电网频率及联络线功率进行控制，解决秒或分钟级短时间尺度的区域电网内的具有随机特性的有功不平衡问题，其对AGC电源性能提出了响应速度快、调节速率高、调节精度好、频繁转换功率调节方向时间短等较高要求。
锂电+飞轮混合储能辅助机组AGC调频系统在使用寿命、功率和容量的规模化、运行可靠性、投资成本等方面较单一电化学电池储能系统有了质的突破，具体体现在：
（1）解决区域电网内秒或分钟级短时间尺度、具有随机特性的有功不平衡问题系统规模大：锂电+飞轮混合储能系统较单一锂电储能系统功率覆盖能力增加30%；
（2）响应速度快：秒级时间尺度内实现储能功率范围内的有功无功的输入和输出，在辅助二次调频的同时，亦可辅助一次调频；
（3）能精准控制：调节精度可控制在额定负荷的0.5%或AGC指令+/-0.5MW；
（4）延长系统寿命长：飞轮储能系统的寿命可以与机组寿命相同，同时有望将电化学电池寿命由2-3年延长至4-6年
飞轮储能系统可用率可达到97%以上，安全、可靠性满足电力生产要求。可通过数据化、网络化实施远程监控、精准控制、智能管控、智慧运营、无需现场值守。
1.2设计原则
飞轮储能系统全面满足原有锂电储能系统设计原则：
储能运行应以保证机组运行可靠性为第一要素，储能系统运行及投切不影响机组本身正常运行；
在保证项目整体可靠性的基础上，充分优化储能系统响应AGC调频的效果；
保证系统整体可靠性及使用寿命，最小化储能技术本身的风险；
储能系统可用率达到97%，整体能量转换效率高于85%；
严格控制储能系统安全性，做好防火防爆等安全措施；
项目的工程设计尽可能按电厂现有状况进行布置，力求实施布局合理，对原机组设施的影响最小；
项目建设要充分考虑电厂内现有机组状况，在不影响机组正常运行的基础上，合理安排建设流程。
1.3工作原理
锂电储能增加飞轮储能后，混合储能辅助机组AGC 运行调频工作原理不变，如下图所示。
AGC
飞轮
飞轮储能
系统
图：飞轮+电池混合储能辅助调频系统工作原理图
混合储能系统是由多个飞轮阵列单元与多个直流电池单元并联集成的大容量电源系统，电网AGC调度机组减负荷时，发电厂电能经6kV厂用电系统输送分配至储能变流系统，经降压、整流后对飞轮装置和锂电池进行充电，此时为消耗电能；电网AGC调度机组加负荷时，通过储能控制系统经变流控制系统PMS，控制飞轮、锂电池放电，经储能变流器变流、升压注入发电厂6kV厂用电系统，补充电能。
AGC/ACE投入运行模式下储能系统投运后，调度数据网下达的调频指令发送至远动装置RTU，RTU接收到调度调频指令后，机组AGC动作控制机组出力朝目标值调整；同时RTU将AGC/ACE调频指令发送至储能DCS控制系统。储能DCS控制系统根据AGC指令目标负荷与机组实时负荷之间的差值、飞
轮储能装置与锂电储能系统SOC状态池计算、分析、控制混合储能系统辅助调频运行，并将储能系统输出的电能反馈至RTU，RTU将机组出力与储能系统合并后的出力信号上传调度数据网，作为辅助服务考核依据。储能辅助机组调频控制系统的控制单元不影响机组原有对AGC的响应控制流程。
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