合众汇能与国内的储能技术提供商联合推出“超级电容+ ”混合储能系统，在火储联调及快速调频技术等领域深度合作，为“双碳”目标添砖加瓦！

截至2021年，我国风电、光伏装机规模328GW、307GW，合计占全国电力总装机规模比例为27%；2021年风电、光伏发电量6556亿千瓦时、3270亿千瓦时，合计占全国总发电量比例12%。根据能源局网站，风电、光伏发电量占全社会用电量比重将持续提升，2025年将达到16.5%左右。根据能源局统计，2019年上半年，全国调频服务补偿费用达27亿元，占全国电力辅助服务补偿费用比例为21%，仅次于调峰38%和备用36%。

一次调频：电网功率缺额，引起电网频率降低，如果不进行调节，则按静特性曲线1（Pc1），频率应降至f3，各机组根据频率偏差进行一次调频，与电网负荷静态频率自调节作用一起，使讨论的机组增发了功率ΔPf=P2－P1，电网频率为f2（静特性曲线2（Pc1）上B点）。即讨论的机组与电网其它机组一起进行了一次调频，但电网频率为f2，不可能恢复到扰动前的f1。

二次调频：若电网二次调频将讨论的机组的目标功率由Pc1修正为Pc2，则机组调速系统静特性由特性曲线1（Pc1）变为特性曲线2（Pc2）。最后的调节结果为特性曲线2（Pc2）上C点：调速系统调差系数（速度变动率）ep、机组目标功率Pc2、机组实际功率P3、机组频率f1；电网的功率缺额得以补偿，系统频率也恢复到扰动前的数值f1。显然，电网负荷频率自调节作用（一次调频）仅在调节过程中起作用。

超级电容在电力系统中的应用

发电环节：

平滑出力波动、跟踪出力和经济调度、参与电源的调频与调压。

输电环节：

参与系统调峰调频、有功/无功控制、优化网络潮流分布、提升系统功角稳定水平。

配电环节：

能量优化管理、参与调频、削峰填谷、提供备用、提升微/配电网系统稳定性。

储能辅助AGC调频的技术原理

当电网调度AGC指令下发到机组，储能系统同时获取该AGC指令，由于发电机组响应速度（分钟级）较慢，EMS系统利用自身响应速度（秒级）快的特性先弥补短时间内机组出力与AGC指令间的功率差值。等机组响应跟上之后，EMS系统出力逐渐降低，以确保储能系统和机组联合出力与AGC指令保持一致，并准备下一次AGC指令响应。

混合储能的优点

为保证发挥储能系统快速调频的优势和提高储能系统运行利用时间，公司采用最新的二代“超级电容+锂电池” 混合储能系统辅助电厂调频，提高综合调频性能指标，提高电厂在电力辅助服务市场的竞争力。

混合储能EMS结合超级电容、电池和机组的不同特性，灵活应对不同的调频指令，使整体调度更灵敏、可靠，收益更高，具体优势有：

（1）响应速度更快

超级电容可以在毫秒级开始动作，电池也可在1s之内完成AGC调度指令，几乎是火电机组响应速度的60倍；弥补传统火电机组爬坡速度慢、响应滞后的缺点，可快速稳定系统频率，防止频率波动的进一步扩大。

（2）调节精度更高

储能平均出力误差小于1%，可以进一步改善电池储能调频的出力精度，提高调频效果。

（3）爬坡能力强/调节速度快

对于2MW的AGC指令，超级电容能做毫秒级反应，而7MW以内AGC指令，电池可以做秒级的反应，机组仅仅承担调频任务中的慢速和大容量功率需求。

（4）电池寿命更长、更安全

由于大量小容量频繁调频任务由100万次寿命的超级电容承担，更加合理延长了电池寿命，相当于降低了整体系统的成本，提升了整体系统的寿命和可维护性。

（5）调频性能和收益提高

提高了K值，AGC调频收益再提升20%--30%；

（6）工况适应性更强

超级电容、电池和机组联调策略，通过EMS的策略，灵活应对季节、新能源不断消纳带来的调频工况需求；

超级电容系统配有功能强大的超级电容管理系统（CMS）。各个储能包自带状态监控 、安全保护告警 、整体系统投切与隔离可控等功能。系统采用风冷系统，并在极端情况下可顺利切除，保证整体系统的安全、可靠

方案设计原则

调频具有功率大，时间短，次数多等的特点，这就对储能系统在可靠性、安全性、响应速度、循环寿命、能量效率、充放电时间比，以及外形尺寸方面提出了要求，主要包括：

■ 高可靠性、高安全性

■火电厂机端应用对储能系统可靠性和安全性提出严格的要求，包括各种正常和电网/机组故障工况下的可靠运行；

储能系统运行及投切不影响机组本身正常运行；

■储能系统应具备完善的故障管理功能，储能系统故障不应当影响机组的正常运行；

■储能系统应具备完善的防爆、防火、抗震等保护，满足运行安全要求；

■储能系统选用国内HCCCap系列超级电容和先进锂离子电池制造商的成熟产品，以保证系统整体可靠性及使用寿命，最小化储能技术本身的风险；

■快速的充放电响应速度

储能系统应具备快速的充放电响应速度，满足AGC调频应用的需求；

■高循环寿命

储能系统应满足AGC调频应用中，频繁往复充放电要求，满足经济性寿命周期；

■高能量效率

这一方面可以降低储能系统运行的用电损耗，另一方面可以提高储能系统的可利用率；

■充放电时间比应接近1:1

即储能系统在可利用运行区间内充电功率与放电功率应保持一致，同时具有较高的能量效率；

■高度集成化，尺寸小

储能系统应具有高度集成化设计，尺寸不宜过大，以满足机端安装场地相对狭小和施工限制。

超级电容在电网全环节实现应用落地

发电侧：可再生能源平滑入网针对光伏、风电并网在惯量响应方面的缺失，可采用超级电容作为短时储能装置，以平抑风光并网是的功率波动。发电侧一/二次调频锂离子电池、超级电容以互相形式组成混合储能系统，支持调频，调频模式切换。

输配电侧：输配电侧调频弱电网发生大波动引起频率贴落实，超级电容微储能装置可将一次调频滞后时间缩短至毫秒级别。配电终端不间断电源当电力线路发生故障时，超级电容使配电终端仍能维持一段时间的工作，为完成故障检测，保护跳闸，重合闸自愈以及状态上报主站等一系列操作争取时间。

用电侧：备用电源，功率电源超级电容用作备用电源可在突发情况下提供紧急电力，用作功率电源可在短时间内为系统提高功率脉冲。不间断电源在几秒内提供兆瓦级的UPS解决方案，防止生产损失与系统故障。

合众汇能针对1500V大型储能系统研发的超级电容数字化储能包，自带分布式独立数据处理单元，拥有边缘计算能力，可在面对系统中数量巨大的电容单元下，采用分布与集中协同的CMS架构，实时采集与处理各级数据，将数字化储能包采用堆叠技术构成储能系统，更好的实现监控、调整与控制储能系统状态，从而达到极大限度保障储能系统安全性的作用。

企业介绍

合众汇能作为长期从事超级电容研发与销售为一体的超级电容器企业，具有完善的研发体系和规模化生产的实力。公司成立以来先后获得，国家高新技术企业，中关村高新技术企业，技术团队合作发展的多篇因子文章，已获得专利超过四十项，已通过ISO9001质量体系认证。

生产基地拥有大数据采集引擎，整合数据通道覆盖整个工厂，从原材料供应。生产、销售物流闭环的条码系统，保证生产执行。看版化的管理系统，生产数字化、智能化进一步打造先进的智能制造工厂。

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责任编辑：kj005