5月24-26日，第十一届中国国际储能大会在杭州洲际酒店召开。本次大会主题是“坚守储能安全底线，推动产业创新发展”。
在5月25日上午的“ 储能系统集成”专场，湖南大学电气与信息工程学院副院长李勇教授分享了主题报告《面向电网多运行场景的规模化储能控制技术》。经演讲人本人授权同意，小编整理了演讲速记，并将速记内容分享如下：
李勇：大家好！我是来自湖南大学电气与信息工程学院的李勇。我将从以下四方面进行汇报，首先汇报的是研究背景与意义。
大家都知道，关于碳达峰和碳中和，习主席在联合国大会上承诺了关于碳排放方面的重要内容，而且也已经把碳达峰和碳中和纳入了生态文明建设的整体布局。实际上，构建以新能源为主体的电力系统，对于我们国家低碳经济和社会经济建设的发展具有重要意义，但是对于风电光伏和新能源高比例接入电网，由于存在间歇性和波动性的问题，给传统的电力系统带来诸多的挑战。源网荷储的协调优化运行对于提高电力系统接纳清洁能源的能力，建设清洁、安全、高效的能源体系也具有重要的推动作用。
我们国家非常重视能源的安全问题，提出了“四个革命、一个合作”的战略方针，推动能源的革命，并通过全方位的合作实现开放条件下的能源安全。储能技术在促进储能生产消费、开放共享、灵活交易、协同发展，推动能源技术革命和体制革命方面具有至关重要的作用。
我们国家、行业、地方政府都非常重视储能技术的发展，我们国家在“十三五”期间，已经建成了不同类型、不同应用场景的储能试点示范项目。在“十四五”期间，预计要实现储能项目广泛的应用，形式较为完整的产业体系，成为能源领域经济新增长点。发展大规模储能是保障能源安全供应、推动清洁能源发展、提高电网综合能效水平以及确保如期实现碳达峰、碳中和目标的重要技术支撑。
储能在电网中的应用有不同的场景，一是新能源电站+储能的场景，它一方面可满足新能源功率波动的抑制，另一方面可实现电网的自动发电控制和自动电压控制的协调。此外，储能电站对电网连锁故障反应阻断也具有一定的支撑作用。在配用电层面，主要是分布式储能的应用，对于推进配电网由源随荷动转变为源荷互动有很重要的作用。此外，在电网遭遇不可抗力停运时，储能系统可以快速向电力系统提供功率支撑，助力电网迅速恢复供电。
我们归纳总结了电力系统储能应用目前的现状和不足，在电源侧，与常规火电机组的协调运行，可提升对电网的支撑作用，但目前还缺乏相关的市场模式和利益共享激励机制，新能源储能参与辅助服务的市场和技术研究还有待于进一步加强。在电网侧，目前是参与系统辅助服务，满足调峰和调频的需求，但是针对多场景需求的应用和协调控制比较缺乏，网侧储能建设以工程实用为导向，理论和技术层面还需要进一步深入。在负荷侧，主要是参与需求侧的响应，利用峰谷价差盈利或节省容量费等运行控制策略，但是不足就是现在电价单一的峰谷电价模式比较单一，没有发挥用户侧储能的汇聚效应，在供电关系转换、智能交互方面的潜力还有待于进一步挖掘。
接下来，我将结合课题组的一些工作来开展汇报。一是关于新能源电站与储能的联合运行。我们都知道，关于储能，通过它的功率调节能力，可以使新能源电站和机组按照电网所要求的发电计划进行输出，将随机性的风电和光伏发电转化为电力系统可以参与的发电计划的电源。在这方面的协同运行，包括根据风电预测或者光照预测、电价等制定新能源机组和储能协同运行系统的发电计划，通过储能装置维持的发电计划。
通过储能的应用，可以降低发电计划的偏差，使得发电计划更为经济性。而且，能够减少弃风弃光限电的问题，参与系统的调峰调频和辅助服务。另外，能取代新能源电站内的SVG，储能具备四象限运行能力，可用来满足风电或者光伏的低电压/高电压故障穿越的需求，它具有一种多功能的SVG的功能。
在此方面，我们做了一些关于风电机组和储能联合支撑频率方面的研究。我们以小容量的风电机组和储能联合运行为例，提出了协调控制策略，通过协调控制器，使得风电机组的出力和储能出力能够进行充分协调，已实现电网频率主动调节的功能。
我们提出了储能参与因子，它能够和风电的波动性出力进行结合，储能有自己的荷电状态，风电的出力也会随着风速而发生变化，怎么随着风速的变化来合理的考虑储能的出力，在这里就进行了储能参与因子的定义。通过这种协调的控制策略，可以充分地调用储能在不同荷电状态的出力，发挥它的调频优势。
我们提出了关于风储联合系统等效惯量的支撑，通过风储联合系统来增强它的惯量，而且这里面也讲到了参与因子对风机转速的影响，以及风储联合惯性来响应电网的调频功能。
通过仿真表明，风储联合运行，一方面实现良好的短期的调频功能，同时能有效提升储能的运行安全性。另一方面，我们通过这种风储联合使得风机的出力得到更好的利用，而且可以有效抑制频率的跌落，使得储能承担调频的负担得到减轻。通过风储联合一方面达到调频的目的，也保证了储能的安全。
在负荷侧，我们主要做了交直流混合配用电系统功率/惯量控制方面的工作。我们主要是以交流子网和直流子网之间的互联交换器，以功率的双向联动来展开。一方面，功率从直流侧传输到交流侧，可以把互联变换器作为虚拟同步发电机，为交流子网提供频率支撑。另一方面，如果直流子网存在直流电压波动问题，通过互联变换器控制，把它作为一个虚拟电容器来支撑直流子网的电压。这些功能可以由分布式储能来支撑。
这里也推导了关于交流子网的本地储能，它能够响应交流子网频率波动的响应。我们基于交直流混合系统本身的耦合特性来设计，具有比较清晰的物理含义，而且也充分利用虚拟同步机和虚拟电容器起到柔性功率支撑，动态性能良好。
我们通过仿真来验证了分布式储能协同控制的优点，一方面考虑到交流微网的功率波动、直流微网的功率波动以及双侧功率波动，在这些条件下，都能够维持较好的交流频率和直流电压的稳定性，增强系统的整体稳定性。
此外，我们进一步针对交直流混合系统的稳定性来展开，提出分布式储能多电源协同惯量控制策略，来实现交直流系统整体动态性能的提升。在这里面，我们提出了统一惯性系数的定义。包括惯量的本地支撑和跨区域支撑。
通过这种跨区域的支撑，如果交流侧惯量出现了问题，我们通过直流侧对它进行支撑，通过跨区域充分利用不同交流子网和直流子网之间的储能容量。
我们做了相关仿真，包括在不同的场景条件下，它的惯量支撑效果。这里主要看到是它在暂态过程中的特性，通过这种统一的惯量支撑，来增强系统的抗干扰能力。
最后一点是面向电力网络弹性提升的储能规划与评估技术。电网是非常复杂的系统，电网的弹性运行能力，是目前研究的热点。储能电站具有可快速调控功率输出的优势，能够进行快速的控制，所以能够通过这种方式来降低故障后系统的切负荷量，从而提升系统的弹性。我们根据系统弹性的定义，考虑到电力系统的发电厂、调峰机组，以及可以利用的热备用，通过这些来对电力系统的弹性进行评估。基本的功能是保障对负荷侧的持续供电。
我们从源网荷三个方面，从弹性的角度提出几个指标：一是从网络功率的传输能力，二是电源支撑能力，三是负荷侧功率支撑能力，来对弹性进行评估。同时，在这里面我们也考虑了储能接入电网以后，对电网的弹性能力有什么影响。我们做了一个例子，以IEEE39系统为例，在这个系统不同节点安装储能，节点0表示系统内没有加装储能，弹性评估结果显示，系统不同节点加装储能后，弹性得到明显的加强。
关于弹性评估，是我们下一步的方向，这里考虑到三方面：一是储能电站实际参数对评估指标的影响。我们的储能电站有不同的储能方式，还有不同的容量，不同的接入位置，它对电网弹性都会有影响。二是储能电站控制策略对系统弹性影响。三是怎么用这种弹性评估的结果来指导储能电站的规划，在这方面后续也可以开展工作。
下面做个简单总结。储能装置在源、网、荷侧的规模化应用对于解决新能源出力的波动性与间歇性、促进新能源的高效消纳以及提升复杂电力系统的弹性运行能力具有重要的支撑作用。电力系统储能需求的增加对储能产业的健康发展具有重要的带动作用，如何保障储能系统的安全，实现含规模化储能的新能源电力系统安全高效运行，是电网储能技术研究的前沿和热点，这对于促进我国电力与能源绿色低碳转型升级，实现我国碳达峰和碳中和的“双碳”目标具有重要的推动作用。
以上是我的汇报，谢谢大家！
