XXX电力有限公司储能调频项目可行性研究报告.docx

XXX电力有限公司储能调频项目可行性研究报告工程咨询甲级证书编号：XXXXXXX工程设计甲级证书编号：XXXXXXXXX勘察综合甲级证书编号：二OXX年XX月目录一、项目概述41.1 工程概况41.2 主要设计原则41. 3研究范围5二、项目建设背景71.1 国家政策背景72. 2电力辅助服务发展规划72.3XXX电网电力现货市场和能源结构对优质调频资源有迫切需求8三、项目建设的必要性103. 1国家政策的支持103.1.1 促进储能技术与产业发展103.1.2 促进储能参与辅助服务103.1.3 1.3两个细则113.2电网调频需求123.3XXX省调频辅助服务市场及XXX电厂实际情况133. 3.1XXX调频市场现状分析134. 3.2XXX电厂调频市场现状165. 3.3XXX储能调频项目发展现状193.4 项目投运后能够增加电厂辅助服务收益，并提高机组安全运行可靠性213.5 有利于XXX电厂基于储能系统，开展相关创新技术研究22四、项目技术方案论证224.1 AGC优化技术方案对比论证224.2 储能技术方案对比论证244.2.1高压接入方案244.2.2升压接入方案284.2.1接入方案确定294.3 储能电池选型论证304.4 储能系统容量及充放倍率论证334.5 电储能装置投入对AGC性能提升分析344. 5.1XXX省调频辅助服务交易规则345. 5.2储能系统调频测算参数38五、工程技术方案配置395.1 电储能系统的工作原理395.2 储能系统主要设备415. 2.1总体设计方案416. 2.2储能电池箱42六、工程设计方案487. 1储能系统的选址及布置486. 1.1储能系统组成487. 1.2总平面布置496.2 电气一次部分50506.2.1 标准及规范IlXXX省电力勘测设计院有限公司6.2.2 储能系统的接入506.2.3 短路电流计算及设备校验16.2.4 储能系统运行对电能质量影响分析16.2.5 设备及材料选择36.2.6 照明及检修系统46.2.7 过电压保护及接地46.2.8 电缆敷设及防火封堵46.3 电气二次部分51.1.1 次线、继电保护和自动装置51.1.2 能系统与RTU、DCS、PMU接入方案86.3.4 火灾报警系统96.3.5 视频监控系统106.3.6 控制电缆的选择106.3.7 储能系统对机组继电保护的影响106.4土建结构部分136. 4.1安装工程主要内容137. 4.2土建工程主要内容136. 5环境保护部分14七、消防与劳动安全146.1 消防设计141. 1.1参考规程规范147. 1.2储能系统内部的消防设计158. 1.3储能系统外部消防设计156.2 劳动安全167. 2.1设计依据167. 2.2劳动安全和职业卫生措施178. 2.3安全卫生的投资估算187. 2.4安全卫生效果评述18八、投资估算17.1 编制原则17.2 工程总投资:27.3 附表27.4 经济评价及经济效益分析27.4.1 财务盈利能力分析17.4.2 盈亏平衡分析17.4.3 结论1九、敏感性与风险分析19.1敏感性分析19.2风险分析19.2.1政策风险19.2.2市场风险1十、结论2一、项目概述1.1 工程概况XXX电厂位于XXX省XXX市XXX区，电厂发电机组有1#、2#、3#、4#、#5,#6（4*320+2*300MW）六台机组。此项目拟在XXX电厂#6扩建端道路北侧及6#机电除尘和引风机房北侧空地建两套12MW12MWh（6MWh）的储能调频系统，分别为#3/#4机组以及#5/#6机组提供辅助调频功能，两套系统独立运行。此四台机组主接线采用双母线接线，高厂变按机组单台配置，容量分别为40/25-15MW（#3M号机组），40/25-25MW（#5、6号机组），采用分裂绕组。目前，XXX电厂厂发电单元综合调频性能指标k较低，平均为0.37左右，调频结算始终处于亏损状态。而XXX省内火电AGC调节性能较好的一般为燃气电厂，综合调频性能指标可达0.9左右。近几年火电联合调频项目的越来越多，其综合调频性能指标可达1.5左右。根据XXX区域调频辅助服务市场交易规则（试运行）规定XXX调频市场的准入门槛为综合调频性能指标不小于0.3。在可预见的未来，#3、#4、#5、#6机组极有可能无法入围XXX调频辅助服务市场，在调频辅助服务市场竞争环境中处于更加不利于地位。综上，结合XXX电厂的实际情况，迫切需要在#3、#4、#5、#6进行储能联合机组调频改造，以在调频辅助服务市场获得收益，同时较小机组在调频过程中的损耗。1.2 主要设计原则指导思想：按照“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设方针，严格控制本工程的技术、经济指标，确定合理储能系统主接线、设备选型、配电装置选型、二次线系统等，提高储能系统的自动化水平和安全可靠性。经对现场勘察，并与业主单位交换意见，确定本工程主要设计原则如下：（1）方案不影响电厂火电机组的安全稳定运行，系统接入点为发电机组厂用电母线，需要核对厂用变压器富裕容量是否满足储能系统充放电功率。储能系4XXX省电力勘测设计院有限公司更多行业解决方案，尽在：精选资料小站（淘宝店）统配备有合适的保护，即使储能系统出现故障，厂用开关能及时切除该配套系统不会影响到整个机组的运行安全。同时该系统每个电池集装箱内均配置独立的自动火灾报警和气体灭火装置，保证系统的运行安全。（2）不影响原系统的继电保护和厂级工控安全与厂内系统相连的信号线均使用硬接线方式，不与DCS和RTU产生信息交换。RTU的功率和输出均使用硬接线方式。（3）方案设计有利于厂用电系统运行维护管理充分考虑并尽可能减少对电厂正常生产运行影响；在考虑安全可靠基础上，尽可能利用现有配电设施及场地，尽量减少对原有设施的改动，降低工程造价；对因增容需要更换的现有设备的一次电缆在条件许可的情况下尽可能考虑利旧。（4）在保证项目整体可靠性的基础上，充分优化储能系统响应ACE调频的效果；（5）储能系统应保证系统整体可靠性及使用寿命；（6）储能系统可用率达到97%,整体能量转换效率高于90%；（7）严格控制储能系统安全性，做好防火防爆等安全措施。（8）为避免发变组保护误动，应采用必要的措施避免储能系统功率倒送至高厂变的情况发生。1.3研究范围本可行性研究工作的重点是通过调查与分析，着重分析研究了项目建设的必要性、安全性、可行性及经济性，同时对市场范围内的技术路线进行研究分析并确定本项目的技术方案。1）必要性主要从政策背景、电网辅助服务的需求、XXX区域调频辅助服务市场交易规则（征求意见稿）及XXX电厂调频现状、预计收益等方面进行论述。2）安全性主要从储能系统本体及储能系统接入后对电网的影响等方面进行研究。3）可行性主要从储能系统选址、储能系统接入、高厂变容量、短路水平校验、储能系统设计方案等方面进行研究。4）经济性主要考虑新的交易规则对主要经济参数的影响，在此基础上进行投资估算与经济效益分析以及财务评价。5）主要技术方案主要针对电池的充放倍率及PCS的容量配置方面进行研究论证。二、项目建设背景2.1国家政策背景国家宏观能源战略已多次强调储能产业是国家产业发展的重点方向，中国的能源政策20xx年白皮书中明确提出：“围绕能源发展方式的转变和产业转型升级，在储能、智能电网等领域实施重大科技示范工程，加大资金、技术、政策支持力度，建设重大示范工程，推动科技成果向现实生产力转化”，国家发改委“十二五”战略性新兴产业发展规划和国家能源局能源发展“十二五”规划也强调了新能源并网及储能系统的核心技术研发及示范项目建设，是现阶段我国新能源发展的重要任务。按照中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见（中发（2015）9号）及其配套文件精神和关于做好“三北”地区可再生能源消纳工作的通知（国能监管（20xx）39号），国家能源局关于促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿（市场）机制试点工作的通知、XXX区域电化学储能系统并网运行管理及辅助服务管理实施细则（试行）、XXX区域并网发电厂辅助服务管理实施细则（20XX版）、关于组织开展XXX调频辅助服务市场模拟运行的通知等的有关政策。在发电侧建设的电储能设施，可与机组联合参与调峰调频，或作为独立主体参与辅助服务市场交易。目前国内部分电网区域已发布了储能参与电力辅助服务的政策，为反映调频服务供应商在提供调频服务性能上的差异，激励技术创新与电储能装置等参与调频市场，对具备不同调节性能的调频资源给予不同程度的补偿。辅助服务市场化交易机制有利于调节性能好、调节速率快的调频资源在市场出清排序中获得优势，激励调频服务供应商提升调频服务质量，并提高调频资源使用效率。本项目在不影响电厂系统安全运行的前提下，结合相关政策和电储能的技术优势，提高火电机组调频能力，满足电网快速响应调度的需求。2.2电力辅助服务发展规划国家能源局在完善电力辅助服务补偿（市场）机制工作方案（国能发监管20xx67号）中提到，近年来我国电力行业尤其是清洁能源发展迅猛，电源结构、网架结构发生重大变化，系统规模持续扩大，系统运行管理的复杂性随之大大增加,对系统安全稳定运行提出了更高要求。当前，我国电力供应能力总体富余，煤电机组利用小时数呈逐步下降趋势，局部地区弃风、弃光、弃水、限核和系统调峰、供暖季电热矛盾等问题突出，现行电力辅助服务补偿办法的部分内容已经难以适应实际需要。为深入落实电力体制改革各项措施，进一步还原电力商品属性，构建有效竞争的市场结构和市场体系，在更大范围内优化资源配置，亟需进一步完善和深化电力辅助服务补偿（市场）机制。以完善电力辅助服务补偿（市场）机制为核心，全面推进电力辅助服务补偿（市场）工作，分三个阶段实施。第一阶段（20XX年20xx年）：完善现有相关规则条款，落实现行相关文件有关要求，强化监督检查，确保公正公平。第二阶段（20XX年20xx年）：探索建立电力中长期交易涉及的电力用户参与电力辅助服务分担共享机制。第三阶段（20XX年20xx年）：配合现货交易试点，开展电力辅助服务市场建设。按需扩大电力辅助服务提供主体。鼓励储能设备、需求侧资源参与提供电力辅助服务，允许第三方参与提供电力辅助服务。2. 3XXX电网电力现货市场和能源结构随着XXX电网电力现货市场的开放，电网调度现有的调控手段对各发电机组的发电计划影响将减弱，需要大量优势的调频资源参与偏差量的调节，稳定电网。在电力生产运营层面，XXX电网以大型燃煤火电机组做为主要调频资源，大量的火电机组长期承担繁重的AGC调节任务，造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。而储能的AGC调频效果远好于火电机组，引入相对少量的储能系统，将能够迅速并有效地解决区域电网调频资源不足的问题，本项目将对XXX电网的AGC调频运行预计将产生明显影响，改善电网运行的可靠性及安全性，对构建坚强型智能电网并改善电网对可再生能源的接纳能力具有重要意义。同时，当大量的火电机组从长期的AGC调频任务中解放出来，稳定出力并提高负荷率将很好地改善机组燃煤效率，缓解由于频繁AGC调节造成的火电机组的设备疲劳和磨损，