新能源裝機量增長,調頻需求激增。在整個電網中,頻率是保證機組和用戶用電安全的重要約束條件,一定程度的小范圍頻率波動(如國內大電網為±0.2HZ)一般可以被整個電網接受,但是一旦頻率波動范圍過大則會造成機組切機、用戶電器跳閘等意外發生,造成損失。電網的頻率與發電機及用戶的負荷相關,當發電機和用戶的負荷相平衡時,頻率穩定在60HZ(國內為50HZ),當發電機容量超過負荷容量時,頻率會上升,反之亦然。
電池儲能是構建新電網中的關鍵。對于調頻來說,傳統電網中采用水電、火電和氣電等機組進行調節,由于沒有風光等短時間波動劇烈的電源,傳統機組能較好的對電網進行調頻。但是當新能源發電裝機量占比逐漸上升之后,劇烈的波動需大量的傳統機組來進行調頻,特別是我國以煤電為主的電源結構下,火電機組的調頻能力最差,因此需要建設更多的火電廠來保證電網頻率,這樣會造成大量的資源浪費。但是如果采用電池儲能系統,則可以在降低成本的同時用較少的裝機量實現更好的調頻效果。
在AGC 調頻中儲能的效果明顯。對于三次調頻來說,其主要應用與在較長時間間隔下提交和調度資源,通常也被稱為實時平衡或者負荷跟蹤。我們以加州為例,CAISO 通過每15min 指派短期啟動和快速啟動機組以及每5min 給機組發送調度指令來進行負荷跟蹤,而對于二次調頻,每隔4s,AGC 系統就會監視ACE 偏差并給提供調頻輔助服務的機組發送調度信號,因此在此我們主要討論儲能在二次調頻中的應用及其效果。