锂电池储能技术参与

AGC 调节的应用

    【摘 要】 MW 级大容量锂电池储能技术近年来越来越受到关注和重视。锂电池储能技术应
用于参与火电机组

AGC 调频，提高了火电机组的 AGC 调节频率和调节精度。本文以北京石

景山热电厂投产的

2MW 磷酸铁锂电池储能系统为例，探讨了这项新技术的特点、原理以及

应用收益。

 

　　【关键词】

 储能系统 自动发电控制（AGC） 调节速率 调节精度 响应时间 收益 

　　

1 引言 

　　自动发电控制（

Automatic Generation Control，AGC），是一种成熟的电力闭环控制技

术，是现代电力系统调度机构内能量管理系统（

EMS）的核心功能之一，在电力系统中得

到广泛应用。电力系统由于各种主客观原因会出现发电与用电间的电能差额，

AGC 可以自

动调节电网中调频电源的有功功率，实现对电网频率及联络线功率的控制，满足电力系统
调频的需要。

 

　　对于燃煤发电机组，一次能源转换成电能需要经历一系列复杂的过程，同时其轴系具
有旋转惯性，因此燃煤机组对有功功率的调节响应速度较慢，通常需要较长时间才能完成
调节要求。因此，火电机组在长期承担繁重的

AGC 调节任务时，特别是当电网中调指令变

化幅度较大时，因为其响应速度慢，造成了机组锅炉短期内迅速加煤，这样会导致机组制
粉系统负载升高、设备磨损严重、发电煤耗增高等一系列负面影响。为了能够提高火电机组的
AGC 调节速率和调节精度，提高火电机组运行的经济性，近年来，国内外电力市场出现了
将储能技术引入到电力系统

AGC 调频中来的技术新趋势，方兴未艾。 

　　

2 储能技术简介 

　　储能技术应用于

AGC 调频起源并广泛应用于美国，截至 2012 年底，美国各地应用于

电网

AGC 调频的储能系统达到 100MW 的规模，储能技术已经实现规模化商业运作。相对

于传统发电机组，储能技术最突出的优点是快速精确的功率响应能力，能够在

1 秒钟之内

甚至毫秒级完成

AGC 调度指令。而燃煤火电机组的响应时间多在 0.5-1 分钟左右，相差 30

倍左右。目前的储能技术主要包括锂离子电池、飞轮储能、超级电容、钠硫电池、钒液流电池等，
它们相比

AGC 调频性能，主要有一下特点： 

　　一是储能系统没有机械惯性，可以实现快速、精确的有功无功功率输出，能够在可调范
围内的任何功率点保持稳定输出。二是系统规模大，目前在美国西弗吉尼亚投运的最大储能
项目规模为

32MW。三是具有双向调节能力，充电为用电负荷，放电为发电电源，提供额定

功率双倍的调节能力。四是运行寿命长，用于电网

AGC 调频的储能系统设计寿命已经可以

达到

10 年以上，电池充放电循环寿命可以达到百万次以上。五是运行可靠性高，美国纽约

州的

20MW 飞轮储能系统投运两年以来，系统可用率已达 97%以上。六是储能系统运行不

会产生额外的

CO2 排放，符合节能减排的环保新要求。 

　　

3 储能系统构成与调频的控制原理 

　　目前，我国储能技术应用于

AGC 调频尚处起步阶段。2013 年，北京石景山热电厂 3 号

燃煤机组投产了北京睿能世纪科技有限公司

2MW 磷酸铁锂电池储能系统。储能系统主要由

储能单元、功率变换装置（

Power Converter System，PCS）、冷却装置、通信与控制单元构成。

2MW 储能单元，接入 2MVA 双向 PCS，通过升压变压器接入 6.3kV 高压厂用电回路。PCS
作为储能系统与电网连接的功率接口设备，承担控制电网与储能单元间能量双向流动的功