申报企业简介
国能粤电台山发电有限公司（简称台山电厂）成立于2001年3月28日，现为国家能源集团首批提级管理基层企业，管理权隶属于国家能源集团广东电力有限公司，由中国神华能源股份有限公司、广东电力发展股份有限公司分别持股80%、20%。公司位于广东省江门台山市铜鼓湾，是装机容量世界第十、全国第四、广东第一的大型燃煤电厂。台山电厂在运装机容量513.97万千瓦，正在筹建的三期工程计划建设两台100万千瓦超超临界煤电机组，同步开展海上风电、抽水蓄能、光伏、电化学储能等能源项目开发，依托国能（氢能）低碳研究中心开展氢能研究及应用，致力于打造千万千瓦级“风光水火储及耦合制氢应用”多能互补综合能源示范基地。台山电厂自成立以来，始终坚持党的领导，以质量效益为中心，努力打造安全高效、生态文明的一流电力企业，取得了较好的经营业绩，实现了国有资产保值增值。截至2023年8月31日，累计发电3928.45亿千瓦时，实现利润289.7亿元，缴纳各类税费187.47亿元。历年来，先后获得全国“五一劳动奖状”“全国电力行业优秀企业”中国建筑工程“鲁班奖”和“中国电力行业优质工程”等荣誉称号。
项目案例简介
“双碳”目标下，新能源的大量接入给电网的稳定运行带来冲击。火电机组的自动发电控制响应时间长、功率爬坡速度慢、稳态精度低，无法满足当前的调频需求。电化学储能系统具有调节速率快、响应时间短、调节精度高等优点，属于优质的调频资源，能够有效弥补火电机组调频性能的不足。国能粤电台山发电有限公司位于广东省台山市赤溪镇广海湾开发区内，现有一期5台630MW燃煤汽轮发电机组和二期2台1000MW燃煤汽轮发电机组，总装机容量为5180MW。由于机组调频能力不足，台山电厂1-7#机组参与调频市场收益为负值，2020年累计收益为-4871万元，2021年度累计收益为-5357万元，2022年度调频市场收益为-5097万元。
为了提高机组调频能力，台山电厂自己投资人民币16422万元在厂区内分别建设了一套25MW/25MWh、一套35MW/35MWh电化学储能辅助调频系统，对应联合1#、2#（630MW）及6#、7#（1000MW）发电机组参与电网AGC调频，利用电化学储能系统调节速率快、调节精度高的特点，能快速响应AGC指令，提高了电网的电能质量、安全性和稳定性。
该项目于2022年6月开工建设，2023年2月竣工并投入商业运营。储能系统的投入使得综合调频K值由原来0.6左右提升至1.5左右，按照南方电网辅助调频补偿规则，获得了可观的调频里程收益。截至2023年9月30日，国能粤电台山发电有限公司储能系统年度总收益达5858.9万元。
主要创新点概述
国能粤电台山发电有限公司1#、2#机组选用 25MW /25MWh 1C磷酸铁锂电化学储能辅助调频系统，采用一拖二方式，分别接入1#机组6kV母线 A/B/C/D 段及2#机组6kV母线 A/B/C/D 段。1#、2#机组储能系统容量为25MW/25MWh，分成5套5MW/5MWh5储能单元，分别对应接入1#或#2机组四段6kV厂用母线，两台机组按实际情况选择其中一台响应广东电网AGC BLR运行模式。主要设备包含15个储能电池及PCS仓、2个高压动力仓、1个低压动力仓、1个储能就地监控仓等。
国能粤电台山发电有限公司6#、7#机组选用 35MW /35MWh 1C磷酸铁锂电化学储能辅助调频系统，采用一拖二方式，分别接入6#机组6kV母线 A/B/C/D 段及7#机组6kV母线 A/B/C/D 段。6#、7#机组储能系统容量为35MW/35MWh，分成7套5MW/5MWh储能单元，分别对应接入6#或7#机组四段6kV厂用母线，两台机组按实际情况选择其中一台响应广东电网AGC BLR运行模式。主要设备包含21个储能电池及PCS仓、2个高压动力仓、1个低压动力仓、1个储能就地监控仓等。
1#、2#机组及6#、7#机组两套电化学储能辅助调频系统均采用高压级联型技术方案。1#、2#机组储能单元系统拓扑结构如图1所示。储能电池系统共计12 套5 MW/5 MWh 级联储能单元，储能系统单元采取级联H 桥的拓扑结构，一次电路采用星形连接，每相由13 个链节串联组成；每个链节由1 个功率单元和1 个电池柜组成，如图2 所示。每个电池柜的额定直流电压为716.8 V，容量为129.024 kWh，每个电池柜由14 个51.2 V/9.216 kWh 电池箱串联组成。该项目技术路线具有以下特点：
先进性：与传统的第三方BOT方式投资建设，自主投资现货交易模式下具有较明显的储能系统运维及经营管理优势。
创新性：实现了磷酸铁锂电池储能系统和机组的调频分层功能分配与协调控制技术集成。储能系统通过EMS系统实现一次调频功能，进一步促进全社会的节能减排。建立了综合效益模型，提高调频的整体性能，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。
自动化水平：储能调频系统实现了完全自动化控制，分三层控制架构：主控-EMS-PCS，控制系统能根据信号数据进行智能化判断，发出正确指令，为电网提供优质的火储联合调频服务。主控控制周期是100ms,EMS接收到主控指令100毫秒内实时响应进行指令分配,下发给PCS，PCS控制周期100ms，目前在国内处于领先水平。
关键技术指标：综合调频性能指标K值0.60左右可以提升至1.4~1.5及以上。加装储能调频系统之后实现秒级响应功率范围内的调频指令，调频里程也将得到大幅增加。
应用情况及可推广前景简述
1#、2#机组电化学储能辅助调频技术改造项目共计采用5套高压级联储能单元冗余配置接入，每套高压级联储能单元的功率/容量为5MW/5MWh。高压级联型储能系统单元由15个40尺（12192x2438 x2896mm）的单相集装箱、2个40尺的三相汇总集装箱、1个40尺的中压集装箱、1个20尺的二次设备舱组成，占地面积约2500平方米。
6#、7#机组电化学储能辅助调频技术改造项目共计采用7套高压级联储能单元冗余配置接入，每套高压级联储能单元的功率/容量为5MW/5MWh。高压级联型储能系统单元由21个40尺（12192x2438 x2896mm）的单相集装箱、2个40尺的三相汇总集装箱、1个40尺的中压集装箱、1个20尺的二次设备舱组成，占地面积约3500平方米。
国能粤电台山发电有限公司2022年自己全额投资人民币16422万元，建成1#、2#及6#、7#机组电化学储能辅助调频系统项目，通过公开招标方式，由南方电网电力科技股份有限公司EPC总承包模式中标，于2022年04月18日合同签订完成，2022年06月08日项目如期开工，其中1#、2#发电机组电化学储能辅助调频系统已经于2023年02月21日投入商业运营，6#、7#发电机组电化学储能辅助调频系统2023年03月09日投入商业运营。
生产运营人员每日可以通过南方区域电力现货技术支持系统，查询前一天电化学储能系统参与广东电网调频的日均综合调频指标K值、日总里程、日平均价格及总收益情况等，实行月结月清模式。
该项目应用有较强的针对性和推广价值，能够在火电厂进行经验复制和借鉴。
经济效益及社会效益情况
目前国能粤电台山发电有限公司自主投资建设的60MW/60MW电化学储能项目，综合调频性能指标K值，已经由原来的0.6左右提升至1.5及以上，试运行期间日均辅助调频收益超20万元，项目竣工投产后预计年均辅助调频收益超8000万元。截至2023年9月12日，国能粤电台山发电有限公司储能系统年度总收益达5700万元。同时避免了机组的绝大部分折返调节，减少设备磨损，稳定机组运行参数。资本金财务内部收益率可达44.13 %，考虑电耗及运维成本等，投资回收期约2.8年，远高于行业基准收益率8%水平，项目建设按照15年有效使用期设计、施工，具有较强的市场竞争力。
经济效益情况
下表一为2023年8月6日#1机组参与调频的里程收益情况：日平均K值为1.86、日总里程为14224.09MW、日平均价格为14.64元、日计算总收益为24.86万元。
下表二为2023年8月6日6#发电机侧储能系统参与辅助调频情况：日平均K值为1.65、日总里程为24099.99MW、日平均价格为14.64元、日计算总收益为40.15万元。
表一 2023年8月6日#1机组调频里程收益统计表
表二 2023年8月6日#6机组调频里程收益统计表
社会效益情况
该项目将大型高压级联型储能系统作为高性能调频资源加入电网，能有效提高发电侧的节能、减排水平，并显著改善电网对可再生能源的接纳能力，对广东电网电能质量有着显著提高。本项目产生的社会效益和经济效益符合国家产业政策和经济政策，项目技术、质量及节能优势明显。
项目案例获专利及奖励情况
依托“肖华宾劳模和工匠人才创新工作室”，在储能科学与技术2022年11月第11卷第11期发表了《高压级联式储能系统在火储联合调频中的应用及实践》科技论文一篇。
2023年07月19日已经获得由国家知识产权局受理的2023108937331号“发电厂储能装置调频控制方法、系统及计算机设备”发明型专利申请；2023年07月21日已经获得由国家知识产权局受理的2023109046917 号“火电储能联合调频能量管理方法、设备及存储介质”发明型专利申请；2023年07月25日已经获得由国家知识产权局受理的2023109239977号“火储联合调频储能容量优化配置方法及系统”发明型专利申请共计3项专利。
案例主要完成人员姓名
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