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| 內容簡介： |
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《新型电力系统储能调频关键技术》是“十四五”重点出版物，隶属于“储能科学与技术丛书”，主题是研究的电池储能系统参与电力调频的协调控制问题和电池储能系统参与调频的容量配置方法。在本书的内容结合电池储能系统在新型电力系统背景下参与调频的典型应用，通过储能-火电系统参与电力调频、储能-风电系统参与电力调频及构网型储能参与电力调频三个典型场景的理论分析及算例仿真，对电池储能参与电力调频进行了深入的探讨，展示了电池储能系统在电网调频中的实际应用；提出了电池储能系统替代某传统调频机组参与电力系统调频的方案设计，为电池储能系统应用于调频领域的方向、规划与建设提供了有力的支撑。 《新型电力系统储能调频关键技术》适合从事电力系统工程的技术人员阅读，也适合作为储能与电力相关专业的教师和学生作为参考书。
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| 關於作者： |
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李建林，博士，二级教授，博导2020年国家高层次人才工程入选者，享受国务院特殊津贴，全球前2%D尖科学家“终身科学影响力排行榜”入选学者，首届北京先JIN科技工作者获得者。北方工业大学学术委员会委员，电气工程一级学科责任教授，中国可再生能源学会储能专委会秘书长，中国电工技术学会储能标委会秘书长，IEEEPES储能技术运行控制委员会副主席储能领跑者联盟副理事长，北京电工技术学会副理事长。主持国家重点研发技术项目1项，国家863课题4项，国家自然基金项目4项，国家电网公司储能方向重大项目10余项。发表SCI/EI检索文章200余篇，授权发明专利100余项负责起草储能领域行业标准20余项，储能领域著译作20余部，获国家教学成果二等奖1次，储能领域省部级一、二等奖项10余次。
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前 言目 录第1章 绪论1.1 背景及意义1.2 电池储能技术的发展现状1.2.1锂离子电池1.2.2全钒氧化还原液流电池1.2.3钠硫电池1.2.4铅酸电池1.2.5镍氢电池1.3 电池储能典型收益模式1.3.1 共享租赁1.3.2 现货套利1.3.3 辅助服务1.3.4 容量电价1.4 电池储能调频应用研究1.4.1 电池储能调频应用现状1.4.2 电池储能调频研究现状1.4.3 电池储能调频政策分析1.5 电力系统频率调节1.5.1 电力系统一次调频1.5.2 电力系统二次调频1.5.3 储能参与一次调频1.5.4 储能参与二次调频1.5.5 发电机组类型与电力系统频率调节1.5.6 国内外电力系统频率指标和控制要求1.5.7 参与电力调频的容量要求1.5.8 电力系统调频与自动发电控制性能评价1.5.9 现代电网频率调节面临的问题1.6 小结第2章 电池储能系统调频特性分析2.1 技术特性分析2.1.1 电池的倍率特性2.1.2 电池的寿命特点2.2 与火电机组的对比分析2.2.1 出力特征对比分析2.2.2 调节容量对比分析2.2.3 经济性对比分析2.3 调频优势分析2.4 调频效率分析2.5 效益分析2.5.1 电池储能系统调频的静态效益2.5.2 电池储能系统调频的动态效益2.5.3 储能系统调频的环境效益2.6 小结第3章 国内外电池储能系统调频工程案例分析3.1 国内典型案例3.1.1 南方电网宝清电池储能电站3.1.2 山西京玉AGC储能辅助调频系统项目3.1.3 江苏电网侧储能电站3.1.4 中国华电朔州热电复合调频项目3.1.5 中广核山东莱州土山储能项目3.2 国外典型案例3.2.1 美国Elkhorn Battery储能项目3.2.2 澳大利亚Hornsdale Power Reserve电池储能项目3.2.3 英国Pillswood 储能电站3.2.4 德国LEAG 褐煤电厂配套储能项目第4章 面向电网调频的电池储能系统规划配置技术4.1 电池储能系统选址规划4.1.1 电池储能系统参与电网调频的选址概述4.1.2 电池储能系统参与电力系统调频选址步骤与模型4.2 电池储能系统参与电力调频的容量配置4.2.1 电池储能系统容量配置概述4.2.2 电池储能系统容量配置通用方法4.2.3 储能系统参与一次调频的容量配置4.2.4 储能系统参与二次调频的容量配置4.3 储能系统参与电力调频的容量配置实例分析4.3.1 面向一次调频的电池储能系统容量配置实例4.3.2 面向二次调频的电池储能系统容量配置实例4.3.3 电池储能系统与常规机组参与一次调频的对比仿真4.4 小结第5章 电池储能系统调频控制技术5.1 电力系统调频服务需求概述5.1.1 电力系统频率控制的必要性5.1.2 电力系统调度控制系统概述5.1.3 电力系统频率控制的挑战5.2 调频服务的考核与补偿方法5.2.1我国电网频率考核方法5.2.2 电池储能系统调频辅助服务补偿办法5.3 自动发电控制（AGC）系统5.3.1 自动发电控制系统概述5.3.2 自动发电系统架构5.4 电池储能调频技术优势5.4.1电池储能系统的技术特点5.4.2 电池储能系统物理模型考虑充电功率损耗的储能容量计算模型5.5 电池储能系统参与电力调频的运行控制5.5.1 电池储能系统参与电网调频的运行控制概述5.5.2 电池储能系统参与电网调频的基本控制模式5.5.3 考虑储能系统参与电网调频动作时机与深度的运行方法5.5.4 电池储能系统参与电网调频的运行控制实例5.6 小结第6章 电池储能参与电网调频的控制策略应用案例6.1 火电-储能系统参与电力调频控制技术6.1.1 火电-储能联合调频原理6.1.2 火电-储能联合调频评价指标分析与设计6.1.3 火电-储能联合调频控制技术6.1.4 算例分析6.2 风电-储能系统参与电力调频控制技术6.2.1 含风电-储能公用电网调频系统模型6.2.2 基于PI-(P PD)级联算法的控制器设计6.2.3 算例分析6.3 构网型储能参与电力调频控制技术6.3.1 构网型储能系统模型6.3.2 基于改进LADRC的构网型储能调频策略6.3.3 算例分析6.4 小结第7章 电池储能参与电力调频的经济性评估7.1 经济性评估模型7.1.1 电池储能系统寿命计算7.1.2 电池储能系统技术经济评价7.2 电池储能参与电力调频回报分析7.2.1 电池储能系统在电力市场环境下获取收益途径7.2.2 电池储能系统参与调频服务回报分析7.3 小结第8章 电池储能系统调频典型设计方法8.1 进行方案设计的背景与意义8.2 设计思想与原则8.3 电池储能系统调频的原理8.4 方案设计8.4.1 储能系统功率与容量的确定8.4.2 储能系统参与调频的控制策略设计8.4.3 电池储能系统容量控制设计8.5 小结第9章 电池储能调频运行评估技术9.1 电池储能系统调频控制系统的调试9.1.1 储能系统一次调频控制系统调试9.1.2 储能系统二次调频控制系统调试9.2 电池储能系统调频控制性能评价9.3 市场风险评估9.3.1 政策风险9.3.2 技术风险9.3.3 标准体系风险9.4 小结参考文献
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2021年3月15日的中央财经委员会第九次会议指出“要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。”随着电力系统低碳化转型的进程加速，我国电网正向着以“高比例新能源”和“高比例电力电子设备”为特征的新型电力系统转型。相较于传统电力系统，新能源占比提升和电力电子设备的大规模接入使新型电力系统供需两侧的随机性和不可预测性更强，为电网安全稳定运行和电力电量平衡带来了严峻挑战。我国的调频电源主要为火电机组，通过调整机组有功出力，跟踪系统频率变化。但是火电机组响应时滞长、机组爬坡速率低，不能准确跟踪电网调度的调频指令，存在调节延迟、调节偏差和调节反向等现象。并且，火电机组频繁变换功率运行，会加重机组设备疲劳和磨损，影响机组的运行寿命。比较而言，水电机组响应较快，可以在几秒内达到满功率输出。但水电机组的建设受地理条件的限制，整体可提供的调频容量较为有限，亟需新的调频手段以满足电网调频要求。电池储能系统响应速度快，短时功率吞吐能力强，调节灵活，可在毫秒至秒内实现满功率输出，在额定功率内的任何功率点实现精准控制。电池储能系统与常规调频电源相结合，可有效提升电力系统调频能力，也可独立作为调频电源参与电网的调频服务，弥补大量可再生能源接入电网带来的频率偏差问题，提高电网的电能质量和系统稳定性，同时降低排放。考虑到电池储能辅助参与电力调频需求较为迫切，但专题介绍电池储能调频技术的书籍较少，作者团队在2018年出版了《电池储能系统调频技术》。该书较为全面地介绍了电池储能系统参与电力调频的可行性与应用价值，明确了电池储能系统在电力调频领域的重要意义，研究了电池储能系统辅助传统机组调频的协调控制策略，提出了电池储能系统参与调频的容量配置方法，并针对典型的储能调频示范案例，探讨了电池储能系统辅助传统调频机组参与电力调频的典型设计方案，为储能参与电力调频的商业化应用与示范提供了理论依据与技术保障。自该书出版以来，受到读者广泛好评。结合新形势下对电池储能系统参与电力调频提出的新要求，同时为了改进该书内容的不足，拓展使用范围，更好地适应读者学习的需求，作者团队认真听取了专家和读者的建议，决定写作本书。本书延续了《电池储能系统调频技术》的理论体系和写作特点，增加了电池储能典型收益模型分析、电池储能参与电力一次调频、二次调频的机理分析等内容，结合电池储能系统在新型电力系统背景下参与调频的典型应用，通过储能-火电系统参与电力调频、储能-风电系统参与电力调频及构网型储能参与电力调频三个典型场景的理论分析及算例仿真，对电池储能参与电力调频进行了深入的探讨，展示了电池储能系统在电网调频中的实际应用。电池储能系统的运行经济性是除电池储能系统的技术性能外决定其是否能够成功应用于为电力系统提供调频服务的重要考量因素，因此在本书中新增了电池储能系统参与电力调频的经济性评估，并对比分析了电池储能系统与常规调频电源参与电力一次调频时的高效性。本书共9章，主要内容从以下9个方面展开:1）电池储能系统参与辅助调频的意义;2）电池储能系统参与电力系统调频的可行性分析;3）国内电池储能系统参与电网调频的典型示范工程介绍;4）电池储能系统参与电力系统调频服务的规划配置技术;5）电池储能系统参与电网调频的运行控制技术;6）电池储能参与电网调频的典型场景应用案例;7）电池储能参与电力调频的经济性评估;8）电池储能系统替代某传统调频机组参与电力系统调频的方案设计;9）电池储能调频运行评估技术。本书得到了国家自然科学基金面上项目（基于博弈控制的光储耦合制氢系统规划及仿真建模研究，No.52277211）、国家重点研发计划课题（电力-蒸汽联产系统灵活运行下的多目标参数优化及能量协同管控技术）、北京市自然科学基金（提升电网稳定性的多能源主体优化调度及主动支撑关键技术研究）和国家能源用户侧储能创新研发中心建设专项（No.126001JX0120240479）的大力资助，在此深表谢意。机械工业出版社的付承桂编审和诸多同志也为出版本书付出了辛勤的努力，在此表示诚挚的感谢。电池储能辅助电力系统调频技术涉及多学科、多领域的专业知识，尽管作者竭力求实，但受到水平和专业领域所限，本书难免存在错误和不妥之处，恳请读者不吝赐正。作者2025年5月
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