北美主要储能调频项目概述

表3-1列出了近年来美国的部分储能调频项目。

表3-1　北美储能项目情况

1.泰特储能系统

泰特储能系统（Tait energy storage array）是锂离子电池技术储能系统，由AES公司设计建造，额定功率为40MW，投资约为2000万美元，平均每兆瓦功率成本50万美元。它位于俄亥俄州代顿电力和照明公司的代顿发电厂中，通过该发电厂的变电站接入电网，靠近电站现有操作系统，但是与PJM电力市场签署了独立的协议，响应其指令。泰特储能系统在2013年第三季度实现了商业运营，为PJM互联电网提供快速响应调频服务，维持电网稳定。这项新技术不同于传统的电力资源，其操作不需要用水和燃料，也不会产生直接的污染物排放，提供的电量作为自由运行备用容量。该项目作为第一大储能项目，其经济收益来源于PJM市场对快速响应调频资源的新资费规定，系统根据FERC755号令设计制定。

2.劳雷尔山储能系统

劳雷尔山储能系统（the Laurel Mountain project）是世界上最大的风电场——劳雷尔山风力发电场（装机容量98MW）的一个集成部分，是与该风力发电共同发展起来的，额定功率为32MW，容量8MWh。位于西弗吉尼亚州的贝灵顿，由AES公司设计建造，采用A123公司先进的锂离子电池技术制造而成，投资约为2900万美元。该储能项目用于为PJM电力市场提供调频服务，同时协助管理风况波动时发生的输出功率快速变化的状况。该项目于2011年第三季度实现了商业运营，目前提供的电量在PJM市场中作为自由运行备用容量，能精确响应4s时间间隔的AGC指令，参与PJM市场的日前竞价。该项目是第一个从PJM电力市场根据FERC755号令设计制定的关于快速响应调频资源新资费规定中获益的大型储能项目。在这项新资费方案下，储能企业可以得到比传统调节资源更多的经济收益。(www.xing528.com)

3.诺特里斯风能储存示范项目

杜克能源企业服务诺特里斯风能储存示范项目（Notrees Wind Storage Demon-stration Project），是美国能源部负责的一项公用事业规模的项目。其储能系统顺利集成了频率调节和电能转移的功能，将可再生能源电力输送给全州电网。该储能系统是由Duke Energy公司设计建造的，采用Xtreme Power公司先进的高级铅酸电池技术，设计功率为36MW，容量为24MWh。储能电池接入34.5kV风电场（156MW）集电系统，具备独立的储能控制系统，以实现TDSP和ERCOT对其完全控制。该项目在2012年12月份投入运行，储能系统既配合风电场运行平滑其风电功率波动，同时也作为ERCOT市场的频率调节资源被直接调用，成为ERCOT的快速调频服务试点项目。该项目是在北美风电场中最大的电池储能项目。

4.普雷西迪奥电池储能系统

2010年，得克萨斯州的普雷西迪奥部署了美国最大的钠硫电池，普雷西迪奥位于20世纪40年代100km输电线路的末端。在该电池储能站建设之前，这条输电线路是普雷西迪奥唯一的供电来源。鉴于电网连接老化，难以应对雷电风暴，停电频发，投资电池储能站将大大改善这种状况。普雷西迪奥电池储能系统（Pre-sidio battery storage）采用的是钠硫电池技术，设计功率为4MW，配有四象限变频器的功率转换系统，能够提供给城市4000位居民长达8h的电力。该系统由芝加哥S&C电气公司安装，由得克萨斯州当地的公用事业控制电池功能，特别是在电网非高峰时期储存电能，并根据电网需要进行再调度。

5.洛斯安第斯锂离子电池系统

AES发电公司的洛斯安第斯变电站位于智利北部的伊基克地区（Atacama Des-ert），为这里重要的矿区提供电能。为了保证电网应对发电量损失的可靠性，该区域的电力供应商均保留了部分容量，以满足一次和二次调频的系统备用容量要求。如果找到替换办法来满足电网可靠性的要求，那么将能为该重要地区提供更多的发电量。AES发电公司和储能公司共同开发了一套解决办法，即用先进的锂离子电池系统来提供电厂应满足的一次、二次调频的部分备用容量要求。2009年，AES发电公司与A123公司和Parker-Hannifin公司合作，设计建造了洛斯安第斯锂离子电池系统（Los AndesLi-Ion Battery System）。它位于智力的科皮亚波，接入洛斯安第斯变电站，用于提供关键的应急服务，以维持智利北部电网的稳定。该系统额定功率为12MW，容量为4MWh，可以工作在调度模式和独立模式，直接响应系统频率偏差。持续监视电力系统的状况，如果产生重大的频率偏差，如发电机跳机或传输线路断电，洛斯安第斯系统能几乎瞬时提供高达12MW的功率或负荷，可以保持20min的满功率输出，允许系统操作员来处理事故或是开启其他的在线备用机组。该项目的快速频率响应能力有助于改善系统的恢复响应，避免不必要的应急甩负荷，满足对火电厂预留备用容量的要求，提高了4%的发电量。