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《新型電力系統(tǒng)儲能調頻關鍵技術》是十四五重點出版物，隸屬于儲能科學與技術叢書，主題是研究的電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻的協(xié)調控制問題和電池儲能系統(tǒng)參與調頻的容量配置方法。在本書的內容結合電池儲能系統(tǒng)在新型電力系統(tǒng)背景下參與調頻的典型應用，通過儲能-火電系統(tǒng)參與電力調頻、儲能-風電系統(tǒng)參與電力調頻及構網型儲能參與電力調頻三個典型場景的理論分析及算例仿真，對電池儲能參與電力調頻進行了深入的探討，展示了電池儲能系統(tǒng)在電網調頻中的實際應用；提出了電池儲能系統(tǒng)替代某傳統(tǒng)調頻機組參與電力系統(tǒng)調頻的方案設計，為電池儲能系統(tǒng)應用于調頻領域的方向、規(guī)劃與建設提供了有力的支撐�！　　缎滦碗娏ο到y(tǒng)儲能調頻關鍵技術》適合從事電力系統(tǒng)工程的技術人員閱讀，也適合作為儲能與電力相關專業(yè)的教師和學生作為參考書。

2021年3月15日的中央財經委員會第九次會議指出要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。隨著電力系統(tǒng)低碳化轉型的進程加速，我國電網正向著以高比例新能源和高比例電力電子設備為特征的新型電力系統(tǒng)轉型。相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新能源占比提升和電力電子設備的大規(guī)模接入使新型電力系統(tǒng)供需兩側的隨機性和不可預測性更強，為電網安全穩(wěn)定運行和電力電量平衡帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。我國的調頻電源主要為火電機組，通過調整機組有功出力，跟蹤系統(tǒng)頻率變化。但是火電機組響應時滯長、機組爬坡速率低，不能準確跟蹤電網調度的調頻指令，存在調節(jié)延遲、調節(jié)偏差和調節(jié)反向等現(xiàn)象。并且，火電機組頻繁變換功率運行，會加重機組設備疲勞和磨損，影響機組的運行壽命。比較而言，水電機組響應較快，可以在幾秒內達到滿功率輸出。但水電機組的建設受地理條件的限制，整體可提供的調頻容量較為有限，亟需新的調頻手段以滿足電網調頻要求。電池儲能系統(tǒng)響應速度快，短時功率吞吐能力強，調節(jié)靈活，可在毫秒至秒內實現(xiàn)滿功率輸出，在額定功率內的任何功率點實現(xiàn)精準控制。電池儲能系統(tǒng)與常規(guī)調頻電源相結合，可有效提升電力系統(tǒng)調頻能力，也可獨立作為調頻電源參與電網的調頻服務，彌補大量可再生能源接入電網帶來的頻率偏差問題，提高電網的電能質量和系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時降低排放。考慮到電池儲能輔助參與電力調頻需求較為迫切，但專題介紹電池儲能調頻技術的書籍較少，作者團隊在2018年出版了《電池儲能系統(tǒng)調頻技術》。該書較為全面地介紹了電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻的可行性與應用價值，明確了電池儲能系統(tǒng)在電力調頻領域的重要意義，研究了電池儲能系統(tǒng)輔助傳統(tǒng)機組調頻的協(xié)調控制策略，提出了電池儲能系統(tǒng)參與調頻的容量配置方法，并針對典型的儲能調頻示范案例，探討了電池儲能系統(tǒng)輔助傳統(tǒng)調頻機組參與電力調頻的典型設計方案，為儲能參與電力調頻的商業(yè)化應用與示范提供了理論依據(jù)與技術保障。自該書出版以來，受到讀者廣泛好評。結合新形勢下對電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻提出的新要求，同時為了改進該書內容的不足，拓展使用范圍，更好地適應讀者學習的需求，作者團隊認真聽取了專家和讀者的建議，決定寫作本書。本書延續(xù)了《電池儲能系統(tǒng)調頻技術》的理論體系和寫作特點，增加了電池儲能典型收益模型分析、電池儲能參與電力一次調頻、二次調頻的機理分析等內容，結合電池儲能系統(tǒng)在新型電力系統(tǒng)背景下參與調頻的典型應用，通過儲能-火電系統(tǒng)參與電力調頻、儲能-風電系統(tǒng)參與電力調頻及構網型儲能參與電力調頻三個典型場景的理論分析及算例仿真，對電池儲能參與電力調頻進行了深入的探討，展示了電池儲能系統(tǒng)在電網調頻中的實際應用。電池儲能系統(tǒng)的運行經濟性是除電池儲能系統(tǒng)的技術性能外決定其是否能夠成功應用于為電力系統(tǒng)提供調頻服務的重要考量因素，因此在本書中新增了電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻的經濟性評估，并對比分析了電池儲能系統(tǒng)與常規(guī)調頻電源參與電力一次調頻時的高效性。本書共9章，主要內容從以下9個方面展開:1）電池儲能系統(tǒng)參與輔助調頻的意義;2）電池儲能系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調頻的可行性分析;3）國內電池儲能系統(tǒng)參與電網調頻的典型示范工程介紹;4）電池儲能系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調頻服務的規(guī)劃配置技術;5）電池儲能系統(tǒng)參與電網調頻的運行控制技術;6）電池儲能參與電網調頻的典型場景應用案例;7）電池儲能參與電力調頻的經濟性評估;8）電池儲能系統(tǒng)替代某傳統(tǒng)調頻機組參與電力系統(tǒng)調頻的方案設計;9）電池儲能調頻運行評估技術。本書得到了國家自然科學基金面上項目（基于博弈控制的光儲耦合制氫系統(tǒng)規(guī)劃及仿真建模研究，No.52277211）、國家重點研發(fā)計劃課題（電力-蒸汽聯(lián)產系統(tǒng)靈活運行下的多目標參數(shù)優(yōu)化及能量協(xié)同管控技術）、北京市自然科學基金（提升電網穩(wěn)定性的多能源主體優(yōu)化調度及主動支撐關鍵技術研究）和國家能源用戶側儲能創(chuàng)新研發(fā)中心建設專項（No.126001JX0120240479）的大力資助，在此深表謝意。機械工業(yè)出版社的付承桂編審和諸多同志也為出版本書付出了辛勤的努力，在此表示誠摯的感謝。電池儲能輔助電力系統(tǒng)調頻技術涉及多學科、多領域的專業(yè)知識，盡管作者竭力求實，但受到水平和專業(yè)領域所限，本書難免存在錯誤和不妥之處，懇請讀者不吝賜正。作者2025年5月

前言目錄第1章緒論1.1 背景及意義1.2 電池儲能技術的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1鋰離子電池1.2.2全釩氧化還原液流電池1.2.3鈉硫電池1.2.4鉛酸電池1.2.5鎳氫電池1.3 電池儲能典型收益模式1.3.1 共享租賃1.3.2 現(xiàn)貨套利1.3.3 輔助服務1.3.4 容量電價1.4 電池儲能調頻應用研究1.4.1 電池儲能調頻應用現(xiàn)狀1.4.2 電池儲能調頻研究現(xiàn)狀1.4.3 電池儲能調頻政策分析1.5 電力系統(tǒng)頻率調節(jié)1.5.1 電力系統(tǒng)一次調頻1.5.2 電力系統(tǒng)二次調頻1.5.3 儲能參與一次調頻1.5.4 儲能參與二次調頻1.5.5 發(fā)電機組類型與電力系統(tǒng)頻率調節(jié)1.5.6 國內外電力系統(tǒng)頻率指標和控制要求1.5.7 參與電力調頻的容量要求1.5.8 電力系統(tǒng)調頻與自動發(fā)電控制性能評價1.5.9 現(xiàn)代電網頻率調節(jié)面臨的問題1.6 小結第2章電池儲能系統(tǒng)調頻特性分析2.1 技術特性分析2.1.1 電池的倍率特性2.1.2 電池的壽命特點2.2 與火電機組的對比分析2.2.1 出力特征對比分析2.2.2 調節(jié)容量對比分析2.2.3 經濟性對比分析2.3 調頻優(yōu)勢分析2.4 調頻效率分析2.5 效益分析2.5.1 電池儲能系統(tǒng)調頻的靜態(tài)效益2.5.2 電池儲能系統(tǒng)調頻的動態(tài)效益2.5.3 儲能系統(tǒng)調頻的環(huán)境效益2.6 小結第3章國內外電池儲能系統(tǒng)調頻工程案例分析3.1 國內典型案例3.1.1 南方電網寶清電池儲能電站3.1.2 山西京玉AGC儲能輔助調頻系統(tǒng)項目3.1.3 江蘇電網側儲能電站3.1.4 中國華電朔州熱電復合調頻項目3.1.5 中廣核山東萊州土山儲能項目3.2 國外典型案例3.2.1 美國Elkhorn Battery儲能項目3.2.2 澳大利亞Hornsdale Power Reserve電池儲能項目3.2.3 英國Pillswood 儲能電站3.2.4 德國LEAG 褐煤電廠配套儲能項目第4章面向電網調頻的電池儲能系統(tǒng)規(guī)劃配置技術4.1 電池儲能系統(tǒng)選址規(guī)劃4.1.1 電池儲能系統(tǒng)參與電網調頻的選址概述4.1.2 電池儲能系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調頻選址步驟與模型4.2 電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻的容量配置4.2.1 電池儲能系統(tǒng)容量配置概述4.2.2 電池儲能系統(tǒng)容量配置通用方法4.2.3 儲能系統(tǒng)參與一次調頻的容量配置4.2.4 儲能系統(tǒng)參與二次調頻的容量配置4.3 儲能系統(tǒng)參與電力調頻的容量配置實例分析4.3.1 面向一次調頻的電池儲能系統(tǒng)容量配置實例4.3.2 面向二次調頻的電池儲能系統(tǒng)容量配置實例4.3.3 電池儲能系統(tǒng)與常規(guī)機組參與一次調頻的對比仿真4.4 小結第5章電池儲能系統(tǒng)調頻控制技術5.1 電力系統(tǒng)調頻服務需求概述5.1.1 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性5.1.2 電力系統(tǒng)調度控制系統(tǒng)概述5.1.3 電力系統(tǒng)頻率控制的挑戰(zhàn)5.2 調頻服務的考核與補償方法5.2.1我國電網頻率考核方法5.2.2 電池儲能系統(tǒng)調頻輔助服務補償辦法5.3 自動發(fā)電控制（AGC）系統(tǒng)5.3.1 自動發(fā)電控制系統(tǒng)概述5.3.2 自動發(fā)電系統(tǒng)架構5.4 電池儲能調頻技術優(yōu)勢5.4.1電池儲能系統(tǒng)的技術特點5.4.2 電池儲能系統(tǒng)物理模型考慮充電功率損耗的儲能容量計算模型5.5 電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻的運行控制5.5.1 電池儲能系統(tǒng)參與電網調頻的運行控制概述5.5.2 電池儲能系統(tǒng)參與電網調頻的基本控制模式5.5.3 考慮儲能系統(tǒng)參與電網調頻動作時機與深度的運行方法5.5.4 電池儲能系統(tǒng)參與電網調頻的運行控制實例5.6 小結第6章電池儲能參與電網調頻的控制策略應用案例6.1 火電-儲能系統(tǒng)參與電力調頻控制技術6.1.1 火電-儲能聯(lián)合調頻原理6.1.2 火電-儲能聯(lián)合調頻評價指標分析與設計6.1.3 火電-儲能聯(lián)合調頻控制技術6.1.4 算例分析6.2 風電-儲能系統(tǒng)參與電力調頻控制技術6.2.1 含風電-儲能公用電網調頻系統(tǒng)模型6.2.2 基于PI-(P PD)級聯(lián)算法的控制器設計6.2.3 算例分析6.3 構網型儲能參與電力調頻控制技術6.3.1 構網型儲能系統(tǒng)模型6.3.2 基于改進LADRC的構網型儲能調頻策略6.3.3 算例分析6.4 小結第7章電池儲能參與電力調頻的經濟性評估7.1 經濟性評估模型7.1.1 電池儲能系統(tǒng)壽命計算7.1.2 電池儲能系統(tǒng)技術經濟評價7.2 電池儲能參與電力調頻回報分析7.2.1 電池儲能系統(tǒng)在電力市場環(huán)境下獲取收益途徑7.2.2 電池儲能系統(tǒng)參與調頻服務回報分析7.3 小結第8章電池儲能系統(tǒng)調頻典型設計方法8.1 進行方案設計的背景與意義8.2 設計思想與原則8.3 電池儲能系統(tǒng)調頻的原理8.4 方案設計8.4.1 儲能系統(tǒng)功率與容量的確定8.4.2 儲能系統(tǒng)參與調頻的控制策略設計8.4.3 電池儲能系統(tǒng)容量控制設計8.5 小結第9章電池儲能調頻運行評估技術9.1 電池儲能系統(tǒng)調頻控制系統(tǒng)的調試9.1.1 儲能系統(tǒng)一次調頻控制系統(tǒng)調試9.1.2 儲能系統(tǒng)二次調頻控制系統(tǒng)調試9.2 電池儲能系統(tǒng)調頻控制性能評價9.3 市場風險評估9.3.1 政策風險9.3.2 技術風險9.3.3 標準體系風險9.4 小結參考文獻

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