3月21日，“2018首屆全國儲能技術在電力調頻輔助服務市場中應用高層研討會”在太原理工大學成功召開。

本次研討會由中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會、太原理工大學、深圳市科陸電子科技股份有限公司、廣東猛獅新能源科技股份有限公司、浙江南都電源動力股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、浙江超威電力有限公司、成都特隆美儲能技術有限公司、山東圣陽電源股份有限公司、陽光電源股份有限公司主辦，中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司、北控智慧能源投資有限公司、中天儲能科技有限公司、深圳市雄韜電源科技股份有限公司、北京睿能世紀科技有限公司、北京國能伏安節(jié)能科技有限公司、烯晶碳能電子科技無錫有限公司、萬匯通能源科技有限公司、美國麥克斯威科技有限公司支持，中國儲能網承辦。

在會議上，中國電科院電工所儲能系統(tǒng)集成與配置技術研究室主任、教授級高工李建林發(fā)表了題為《儲能調頻關鍵技術及案例分析》的演講，全文內容如下：

李建林：各位同仁、各位新老朋友大家好，歡迎大家今天在我的母校——太原理工大學歡聚一堂，召開大會。首先，我插播一段廣告，介紹一下我們中國電科院。中國電科院是國家電網公司直屬的科研研究院，我給大家介紹一下找我能干什么。

首先我們能干三個事情：第一個，我們研究院的背景是大型儲能示范工程的設計，比如遼寧的臥牛石等等都有我們的身影。包括后期大型的調頻電站以及獨立電站，獨立的儲能電站參與電網互動，我們都參與過設計。我們前年拿到儲能的國家重點實驗室，有一項重要工作就是做整個儲能系統(tǒng)的檢測，還有一項職能是制定儲能的行業(yè)標準。

今天，我報告的題目是電網調頻方面的。大家知道，這幾年調頻很火熱，尤其是山西功不可沒，我們山西電網也很開明，和各大企業(yè)合作，在山西干了很多開先河、調頻電站。在山西電網的努力下，推動了其他地方的發(fā)展，比如說遼寧、華北包括內蒙，陸續(xù)都會有一些大型的調頻電站。這個可能也就是今天我們把調頻會議放在太原理工大學的一個主要原因。當然，山西科技廳也功不可沒，我們有一個山西的重點研發(fā)計劃是專門做調頻的。我們國家電網公司針對山西所有的調頻電站有一個專門的項目，給大家提供一些借鑒，告訴你什么樣的儲能可以參與調頻，或者具備什么特性才可以參與調頻。今天，我把我這幾年關于調頻方面的小心得分享一下。重點從五個方面：

一、調頻政策解讀

二、儲能調頻應用現狀

三、典型案例

四、山西重點研發(fā)計劃進展

五、結論

這幾年調頻這么火熱，和國家能源局的這兩個政策是相關的，這個政策明確給了我們儲能一個名分，雖說沒有具體的數字，但是給我們儲能定位給了明確定義。首先在三北地區(qū)，他規(guī)定每個可以干5個左右的調頻電站，首先在量級上有個說法。再一個，儲能或者火電機組聯合起來這是可以的。還有一種是獨立運行也是合法合規(guī)的。2017年頒布的也是針對這個進行了強化，鼓勵儲能設備做一些相應的服務，并且要求各區(qū)域完善各自的細則。在這兩個導則下，我們西北和華北做了大量的工作。

西北有“兩個細則”，影響力極大，不僅對風電、火電有要求，對AGC服務調頻也有相應的支配。首先看可用率補償，可用率達到98%以上，每提高1%補償0.5分/萬千瓦，調節(jié)補償容量也有相應的。它的整體邏輯就是依據這些指標給你打分，按照分值計算你該補償的費用。加起來以后，輔助服務總補償費用是每得1分，對應的獎勵是1000元。所以西北人民把它量化了，是一個很重要的細則。

我們看一下華北的“兩個細則”。華北緊扣的調頻不是按打分制，是按三個指標，標準調節(jié)速率、調節(jié)精度、響應時間。比如說1%-4%的額定功率，包括響應時間都量化了，給了一些相應的考核指標。這就是大家做調頻是否能得到獎勵的很重要的技術指標，至于你如何達到，人家不管，你做到這個指標，就可以拿到相應的獎勵。

這里面把這三個指標量化一下，調頻有個數很關鍵，就是KP值，KP+K1×K2×K3。K1指相應的調節(jié)率，第二是偏差不能太大，第三是響應時間。因為現有的火電機組KP值做得并不高，這里的調頻游戲規(guī)則其實類似于“斗地主”，假如地主贏10元，必然是兩個農民各輸了5元，調頻也是一樣的。所以處理調頻有兩種態(tài)度：一種是我愿意交罰款，另一種是我積極嘗試新生事物，賺取獎勵。這里取決于發(fā)電企業(yè)的理念，我們國家做得比較好的首先是國電、大唐、神華等等，當然咱們晉能做得也可以。咱們遵守游戲規(guī)則，緊扣這些指標做一些工作。

大家看一下這個收益是怎么算的，你得到的收益等于調節(jié)量×KP值，KP相當于你工作的系數，你要干得好，有可能是翻倍的，干得不好就乘以零點幾。這里初步規(guī)定是15元/MW，咱們山西開始執(zhí)行這個政策，后來執(zhí)行完之后太高了，華北大概是12元，現在有很多地方在降這個值，這個值還有待于進一步深度論證，取一個合適的值。

我們山西做得很好，確實是開了先河，在“兩個細則”之下，我們山西省政府也出臺了紅頭文件，確保能執(zhí)行下去。在這幾個細則下，在這些激勵之下，山西調頻市場很火熱，在業(yè)界知名度也很高，影響力也很大。

在這些政策激勵下，我們看一下儲能調頻處于一個什么狀態(tài)。首先來看一下，這是一個火電調頻的基本原理，其實很簡單，就是電網AGC值下了以后，你按照負荷分給自己的火電機組，去調這個裝置，原理很簡單。我們看一下效果，藍色的線就是電網的AGC，從肉眼能看到，它的調節(jié)上肯定是有偏差的，并且延遲也有點高，甚至有的時候調整反了，所以這個直接導致火電調頻存在系列問題，導致火電機組KP值并不高，這也是很多火電機組挨罰的原因。

我們看一個周期之內，你跟這個指令怎么樣，這是我調頻指令下來之后，你跟不跟得上，你看這個誤差、延遲經常有，所以，火電調頻確實實實在在地碰到了相應的問題，急需找一種方法去提升。這個時候，儲能就應運而生。儲能最大的優(yōu)點，響應時間是百毫秒級，很快。大家可以看出，這是儲能的指令，我跟你幾乎都能跟得上，所以儲能參與調頻的好處是：精度高、速度快，各方面都很強。有國內的學者對儲能調頻能力進行了量化，現在業(yè)界有這么兩種說法：一種是“儲能的調頻能力相當于常規(guī)火電機組的25倍”；還有一種說法是“儲能的調頻能力相當于常規(guī)火電機組的17倍”。我個人建議是中間值，25倍可能有點過了。從這個道理上講，就把儲能參與調頻的基本原理告訴給大家了，比如讓一個人從五樓直接跳到一樓肯定不行，有儲能在的話，搞一堆臺階，慢慢下來就沒事。所以有儲能在以后，可以把你的K1、K2、K3得到提升，使得綜合KP值得到提高。

這是原理圖，這里的常規(guī)火電還在，我這兒加一個儲能系統(tǒng)。唯一不同的是AGC指令來了以后，我進行控制，把指令進行分解，有些指令還給火電機組讓它慢慢控制，而有些變化的我給儲能裝置，讓儲能和它配合，得到相應的提升。

剛才就是調頻的基本概念和邏輯。下面我介紹幾個典型的案例。大家知道做調頻，也不是什么新鮮事物，在國外有好多比如在美國有9MW的調頻工程，在韓國目前是最大的，有56MW的儲能調頻，當然調頻是由好幾部分組成的。中國人民做得也可以，在石景山有調頻電站，KP值也比較高，只不過火電機組原因現在關停了，不過這是商業(yè)模式的問題，技術還是基本可行的。

山西做得很快，也很有顯示度，陸續(xù)有示范工程都在良好運行，盡管在中間可能會碰到這樣那樣的問題，不過我堅信隨著同仁的努力，調頻市場是可以做起來的，因為技術本身上是沒有什么問題的，只不過是商業(yè)模式如何在后期得到完善提高而已。

下面我們介紹一下山西這幾個電站，從技術上給大家展示一下。大家可以看出，原理是一樣的，我把儲能和火電機組配合起來，把指令進行分解，能起到什么效果呢？常規(guī)的火電機組KP值各個地方不太一樣，一般是2.8左右或者3左右，借助儲能以后可以得到大幅度提升，到4左右甚至5，這就是儲能參與調頻的基本原理。

這個就是實際的機組，從這個圖形上肉眼就能看出，你跟不上，要么你滯后，要么有誤差，常規(guī)火電機組KP值并不高。我們再看一下儲能系統(tǒng)投進來以后，從肉眼上幾乎看不出這個差。所以，借助儲能以后，我這個KP值有一個好的提升。我們看一下量化指標，借助儲能之后，K1、K2、K3都是比較高的，乘起來以后能到4左右，高的時候能到5，甚至5.2，KP值得到大幅度提升。

這個圖是給15元的裝置上，我們看它的收益，還是比較高的，有時候能到7萬，有時候能到10萬，人們估算一天回收的成本大概是8萬元左右，一年按300天算的話，收益大概2000多萬。剛才大家看到的一般是9MW，0.5小時，以前的中標價格是4098萬元，這次中標是3400多萬，而你一年收益就能到2000多萬，可能兩年左右成本就回了。還有待于把價格有一個合理的區(qū)間，使得調頻更規(guī)范地發(fā)展起來。

我們電科院給另外一個發(fā)電企業(yè)做了一個方案，我重點介紹一下，還處于執(zhí)行階段。國內有個電站，總裝機1300MW，中間4臺機組，想針對4號機組，因為這個機組的KP值極低，每個月都罰好多錢，所以他們想辦法把交的罰款投一些儲能設備，使得值得到相應的提升。我們看一下這個機組的特征，它速度上沒有問題，很快，可是它有超條，精度不夠，所以K2值是比較低的。基于這個，我們首先給它算算加多少儲能就把這個活干了，多少就把KP值得到提升，這里是我們的條件，我們把儲能容量進行一些變化，比如開始加3MW、4.5MW、6MW，看一些曲線的偏差。通過這些調頻加上以后，通過我們計算，加入機組功率的2%的儲能，效果就比較好了，按照業(yè)界3%就偏高了，電池也是工作在淺松淺放的狀態(tài)下，收益也比較高，投資回收期也比較短。這個是在華北電網，當時1MW補12元，基于這些，我們進行了經濟上的測算。我們把數據進行了收益表，比如加6MW下來以后，大家可以看看KP值，以前的KP值是一點幾，最多到三，借助儲能以后達到4.5，甚至接近5左右。投資回報也是比較可觀的，近期大家就會看到示范工程，因為方案論證已經通過了，后期就會有一個好的推進。我們看了一下收益，我們按12元算，回收得比較高。

我重點介紹一下山西重點研發(fā)計劃的進展，因為山西科技廳力度很大。去年我們在山西科技廳的資助下，針對幾個主流的電池，一個是鋰電池，一個液流，一共列了五個重點專項，其中我們承接的鋰電池，在這個計劃基礎之上我們進行深度挖掘，后來拿到國家的重點研發(fā)計劃，正在執(zhí)行。

這是我們的10MW級鋰電池的功能示范，簽約單位今天也到了，我給這個項目出謀劃策。重點看一下它的進展，任務要求我們做一個10MW，現在我們做到2MW，現在就在山西。大家可以看，原理上要求我們10MW，而我們現在只做了2MW，并且示范工程積極推進受到各方面因素的影響，期待咱們有機會可以把這個項目能更好地推進下去。10MW，我們采用的是集裝箱的鋰電池儲能系統(tǒng)，集裝箱有很多優(yōu)點。這是里面的基本參數，有興趣大家可以了解一下，單個集裝箱大概是有這么些參數。我們也通過對它系統(tǒng)進行了檢測，基本上達到了任務的要求，也能把這個指標都能做得到。這是整體設計的框圖（原理圖）。這是實物圖，2MW都OK了，大家有興趣可以去看一下。后期我們要重點推10MW的進一步落地，一方面期望我們做儲能產業(yè)的人對它能有資助，另一方面歡迎各路神仙對這個項目能積極落地，帶來更好的收益出謀劃策。

總之，我得到以下幾個結論：

1.在當地政府和國家政策指導下，電儲能參與調頻市場極大，值得關注。凡是有“兩個細則”能管住的地方，都是有需求的地方。

2.三北地區(qū)對于調頻需求快速增加，但火電機組的調頻能力優(yōu)先，儲能調頻需求增加。

3.世界范圍調頻示范初具規(guī)模，國內多個調頻示范正在籌劃。

4.電池儲能技術具有快速精確的響應能力，比傳統(tǒng)調頻手段更為高效。適合開展火儲聯合調頻示范應用。

5.配置儲能系統(tǒng)后，KP值得到明顯提升。