一、火電與儲能聯合調頻的背景和意義

1、國家戰略

2、新能源的快速發展

3、新能源裝機規模迅速增長

二、電網調頻技術

電網頻率是交流電網的傳輸頻率，對于電力系統的穩定運行具有重要意義，也是電網調度賴以控制電力系統運行的核心參數。頻率一旦偏差過大就會造成電網崩潰，甚至導致大面積停電。

但新能源具有高裝機、低電量、弱保障、 隨機特性，與同容量火電相比，可發電量約為1/3~1/4保證出力約為1/20倍、功率波動與火電可調出力相當，在現有條件下，隨著新能源電量占比的提高常規火電效率效益隨之下降，電網可靠容量缺口不斷增大。電力系統的頻率波動的概率也不斷加大。

三、儲能技術發展

儲能是指將能量轉化為可儲存的形式

并在需要時將其釋放以進行使用的過程。儲能系統可以將不穩定或間歇性的能源來源轉化為更可靠、可控的能源，以滿足各種應用的需求。儲能技術在電力系統、交通、工業和消費電子等領域具有廣泛的應用。

儲能技術的應用模式

儲能有助于滿足電力系統在靈活調節能力上的需求各種儲能技術在不同領域具有特定的功能，使其成為保障不同時間尺度電力平衡的有效途徑儲能的三個重要參數決定了其應用場景功率容量。

· 額定續航時間(配置)

· 出力額次 (實際運行)

根據不同參數，不同儲能在電力系統內應用場景可分為毫秒級至周以上級。

四、火電機組調頻

電力系統頻率變化的直接原因是發電側輸出功率和負荷側需求功率不平衡造成的。當發電側的輸出功率與用戶側的需求負荷出現功率差值時就會導致電力系統的頻率出現變化

為了能夠盡量滿足電力系統的負荷需求，減少清潔能源不穩定性帶來的影響，需要從機組側出發，采取調頻措施并根據負荷需求調整發電機輸出功率。常用的調頻措施主要有一次調頻和二次調頻。

火電機組參與電網一次調頻原理

火電機組一次調頻過程

火電機組參與電網二次調頻原理

火電機組一、二次調頻對比

一次調頻性能評價

按照《電力系統網源協調技術導則》(GB/T 40594-2021)、《并網電源一次調頻技術規定及試驗導則》(GB/T40595-2021) 等相關標準要求機組參與一次調頻的響應時間應小于2s；機組一次調頻的負荷響應速度應滿足：達到75%目標負荷的時間不大于達到90% 目標負荷的時間不大于15s，30s；機組參與一次調頻的穩定時間小于45s。

二次調頻性能評價

AGC指令呈臺階狀頻繁變化，機組有功功率跟隨AGC指令進行調節，AGC指令一個臺階就是一次調節過程。評價火電機組AGC性能的指標有4個，分別是: 

①調節速率指標K1

②調節精度指標K2

③響應時間指標K3

④綜合性能指標KP

省調當天會向電廠反饋前一天性能指標的平均值，并根據機組的性能指標對機組進行考核。

五、儲能與火電機組聯合調頻策略

1、聯合調頻政策支撐

國家能源局各地區監管局制定“兩個細則”，明確規定了并網運行機組AGC調節性能以及參與輔助服務發生的補償辦法。儲能與火電聯合調頻，可以有效地提升發電機組調頻能力，進而：

· 減少一次調頻考核

· 獲取AGC補償收益

儲能與火電機組聯合參與電網調頻先進策略

六、儲能與火電機組聯合調頻的推廣與應用

《“十四五”新型儲能發展實施方案》、《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》以及山東兩個細則修訂版的推出。表明儲能對實現雙碳目標、提升電網調頻能力的重要意義，對火儲聯合調頻發展具有重要指導意義。

山東電網應用情況

聯合調頻推廣前景

目前運行模式以“減少一次調頻考核電量”+“增加AGC有償調頻輔助服務收益”為主。隨著慣量、一次調頻、爬坡等輔助服務市場新交易品種的不斷豐富，有望進一步拓寬盈利渠道。