超级电容混储调频系统于辅助服务市场的应用与实践——姜波.docx

超级电容混储调频系统

于辅助服务市场的应用与实践

报告人：姜波

大唐鲁北发电有限责任公司

目录

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·项目背景

9MW混储调频系统·整体方案·关键技术

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基本概念经济收益

调频辅助服务市场

9MW混储调频系统

项目背景

项目背景

鲁北公司成立于2009年6月，在役2台330MW机组，

2台锅炉均为亚临界汽包炉，是鲁北地区骨干电源，也是鲁北高新区重要热源，2023年日均工业供热200t/h以上，对于山东电网以及当地经济发展具有重要支撑作用。大流量供热造成机组无法满足电网调频和深度调峰要求，

为解决电、热负荷矛盾，鲁北公司借鉴国内外先进产品技术，研究确定采用双电层超级电容+锂电池混合储能

方式耦合机组参与AGC调频，解决公司电、热负荷矛盾。

9MW混储调频系统

项目背景

发电总容量

截止2024年4月底，山东省发电装机总容量21130.0万千瓦，其中水电407.3万千瓦，占比

1.9%;火电11893.2万千瓦，占比55.9%;核电265.0万千瓦，占比1.2%;风电2600.4万千瓦，占比12.2%;太阳能发电6111.5万千瓦，占比28.7%。

随着山东省新能源的不断发展和入鲁外电容量的增大，电网对高质量调频需求也越来越大。

·火电■水电■核电■风电■大阳能

9MW混储调频系统

整体方案

整体方案

核心功能项目配置5MW/5MWh锂电池系统

核心功能

+4MW/30s超级电容系统，接入电厂6kV母线，在6kVI、Ⅱ段母线分别配置2.5MW/2.5MWh

锂电池和2MW/30s超级电容系统，可全部配合单一机组参与AGC调频，也可分别配合#1、#2机组同时参与AGC调频。

缓解由于频繁AGC调节

造的火电机组设备疲劳

和磨损，延长机组寿命。

协调火电机组和储能系统的出

力，提升机组AGC响应能力，

提升电厂经济效益。

参与一次调频扰动测试，提升

次调频响应能力。

9MW混储调频系统

整体方案

整体方案

9MW混储调频系统

整体方案

整体方案

5MWh锂电池系统由两套2.5MWh储能电池仓组成，

采用LFP180Ah高性能磷酸铁锂电芯，电池pack由1P64S方式组合而成，单个pack容量为36.864kWh。6个电池

pack串联成为一个电池簇，单个电池簇容量为22IkWh。

12个电池簇并联组成一个2.6MWh磷酸铁锂电池单元，集成在一个20尺电池集装箱内。2个20尺电池集装箱组成5.3MWh的电池系统。整个系统标称电压为1228.8V,电

压范围为1075.2V~1382.4V。

9MW混储调频系统

整体方案

整体方案

PACK特点：

能量效率：≥92%

能量密度：36864/305kg=120.8wh/kg

循环寿命设计：电池单体8000次，成组循环5000次@80%EOL

电池模组外包采用铝合金，上盖采用钢材，使用激光焊接技术

9MW混储调频系统

MS

MS

渐器

压V

单体1单体2单体X

体N

储能族N

控N

DC24V

储能

整体方案

整体方案

电池管理系统(BMS,BatteryManagementSystem)是储能电池系统的神经中枢，对电池系统的性能和安全性起到至关重要的作用。

BMS由电池模组监测装置(BMU)、电池簇管理单元(BCMS)、直流监控单元(DMU)、电池堆管理单元BAMS及显示、监控上位机等组成。

基于采集到的电池实时数据，BMS通过特定算法及策略，对电池系统进行状态管理、能量管理、热管理、均衡管理、通信管理、安全管理等。BMS整体具有三级架构：

第一级：电池电压采集部分(从控)

第二级：从控的管理部分(主控)

第三级：BMS系统的管理部分(总控)

9MW混储调频系统

整体方案超级电容系统采用20尺预制舱，单仓配置为2

整体方案

超级电容系统采用20尺预制舱，单仓配置为2MW/0.017MWh,箱内集合超级电容系统、消防系统、空调系统、照明等系统，项目共配置两套2MW/0.017MWh电容仓。

序号

名称

单位

数量

说明

20尺集装箱

台

尺寸(L*W*H):6058*2438*2896(mm)

超级电容族

族

6

每族电量3.39kWh

3

中控柜

台

1

汇流、配电、控制、环境管理等功能

温控系统

套

1

工业空调、风道、温湿度传感器等

5

消防系统

套

1

气体探测、烟温感探测、火灾报警箱体、全氟己酮气体灭火系统、预作用水消防系统，声光报警、主动通风系统

6

CMS

套

1

级管理架构、AI智能算法、主动均衡

箱体及附件

套

1

20H