飞轮储能辅助火电机组一次调频及其性能评价.pdfVIP

第45卷第7期太阳能学报Vol.45，No.7

2024年7月ACTAENERGIAESOLARISSINICAJul.，2024

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2023-0435文章编号：0254-0096（2024）07-0163-09

飞轮储能辅助火电机组一次调频及其性能评价

1，211111，2

韩旭，刘仲稳，王小东，孙春启，赵建红，韩中合

（1.华北电力大学能源动力与机械工程学院，保定071003；2.华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室，保定071003）

摘要：为促进太阳能、风能等新能源消纳，进一步拓宽火电储能技术升级和灵活性改造渠道，助力双碳目标和新型电力系统

建设，提出增设储能系统辅助火电机组调频以解决火电机组爬坡慢、机组振荡不稳定等问题。基于国内外研究现状，提出机组

以及储能系统荷电状态出力控制策略模型，通过Matlab/Simulink搭建两区域电网进行模拟仿真。结果表明，在阶跃扰动下区

域1机组耦合1MW飞轮储能系统后，峰值降至1.93×10-3pu，降低4×10-4pu，占原频率波动率的9.39%，机组实际出力从2.45×

10-2pu降至1.61×10-2pu，降低34%。结果表明，在外界相同扰动条件下，采用飞轮储能辅助火电机组调频可有效减小系统频率

波动量，减少汽轮机输出功率波动，提升调频性能。

关键词：飞轮储能；一次调频；控制策略；火电机组；评价指标

中图分类号：TK26；TM621文献标志码：A

［11］

严干贵等提出一种考虑储能荷电状态恢复的储能一次调

0引言

频控制策略，能有效减小频率波动，并使荷电状态更快地恢

碳中和目标下，预计风电、光伏发电新增装机总量每年复到良好状态。

将不少于1.2亿kW［1］，可再生能源比例的大幅提升对原有电然而，目前关于火电机组耦合飞轮储能调频效果的影响

网结构带来的冲击也逐渐增大。加设储能系统以提高可再研究较少，在火电机组耦合飞轮储能控制策略方面稍有不

生能源消纳和存储能力，调节因风能、太阳能等新能源发电足，调频性能评价指标还不完善。基于此，本文主要研究耦

并网引起的频率电压变化，使其稳定并网。飞轮储能具有高合1MW与3MW飞轮储能系统对火电机组受到外界扰动

功率密度、寿命长、响应速度快、短时功率吞吐能力强等优时，系统频率波动率与储能系统荷电状态的变化，判断机组

［2］出力情况，对比其与原系统一次调频性能，分析储能系统对

点，因此以飞轮储能辅助火电机组调频可在很大程度上提

［3］于机组安全运行过程的影响。

高调频质量，保障机组运行稳定。国内外研究人员在火电

机组仿真模型以及飞轮储能调频技术方面已有一定研究。1飞轮储能辅助火电机组一次调频

［4］

黄怡涵等将汽包锅炉仿真模型进行了改进优化，有效反映