超級電容詳細(xì)講解大全（需求端）

       電力能源：新能源并網(wǎng)增加調(diào)頻需求，超級電容參與電網(wǎng)調(diào)頻全環(huán)節(jié)

       新能源裝機(jī)規(guī)模、發(fā)電量占比快速提升。截至 2021 年，我國風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模 328GW、307GW，合計(jì)占全國電力總裝機(jī)規(guī)模比例為 27%；2021 年風(fēng)電、光伏發(fā)電量 6556 億千瓦時(shí)、3270 億千瓦時(shí)，合計(jì)占全國總發(fā)電量比例 12%。根據(jù)國家能源局網(wǎng)站， 風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會用電量比重將持續(xù)提升，2025 年將達(dá)到 16.5%左右。

       新型電力系統(tǒng)下，電網(wǎng)調(diào)頻需求顯著增加。發(fā)電側(cè)，傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)與電力 系統(tǒng)強(qiáng)耦合，能夠提供慣量、維持電網(wǎng)頻率，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的機(jī) 械慣量可以提供足夠的旋轉(zhuǎn)備用容量以彌補(bǔ)系統(tǒng)功率缺失，避免觸及系統(tǒng)低頻減載保護(hù)。

       而光伏、風(fēng)電通過電力電子設(shè)備連接至電網(wǎng)，暫態(tài)響應(yīng)速度較快，不具備根據(jù)機(jī)端頻率 和電壓信號進(jìn)行自主調(diào)節(jié)的能力，即慣量支撐、一次調(diào)頻、主動調(diào)壓、阻尼能力缺失， 因此導(dǎo)致電網(wǎng)頻率面臨挑戰(zhàn)。用電側(cè)，分布式光伏逐步接入電網(wǎng)，新能源車充換電、計(jì)算機(jī)、通信等新型產(chǎn)業(yè)用電量超預(yù)期，均導(dǎo)致用電側(cè)功率預(yù)測的難度提升，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動加劇。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，2019年上半年，全國調(diào)頻服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用達(dá) 27 億元，占全國電力輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用比例為 21%，僅次于調(diào)峰 38%和備用 36%。

       一次調(diào)頻、二次調(diào)頻在頻率調(diào)整范圍、能力方面有所差異。一次調(diào)頻是各并網(wǎng)機(jī)組 的調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)頻率變化，自發(fā)的進(jìn)行機(jī)組調(diào)整以恢復(fù)電網(wǎng)頻率，但只能做到有差 控制，二次調(diào)頻是人為地根據(jù)電網(wǎng)頻率變化調(diào)整機(jī)組負(fù)荷，能夠做到無差調(diào)節(jié)，一次、 二次調(diào)頻動作時(shí)間一般在 30 秒以內(nèi)、30 秒至 15 分鐘時(shí)段。

       1） 一次調(diào)頻：21 年以來政策開始發(fā)力一次調(diào)頻市場建設(shè)。2021 年 12 月山西省能 源監(jiān)管辦發(fā)布全國首個(gè)一次調(diào)頻市場交易實(shí)施細(xì)則，2022 年 5 月國家標(biāo)準(zhǔn)《并網(wǎng)電源一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)定及試驗(yàn)導(dǎo)則》正式實(shí)施，文件明確要求接入 35kV 及 以上電壓等級電力系統(tǒng)的火電、水電、核電、儲能電站、風(fēng)電、光伏等并網(wǎng)電 源均應(yīng)配置一次調(diào)頻功能，一次調(diào)頻機(jī)制開始逐漸明確。

       2） 二次調(diào)頻：目前市場化調(diào)頻的主要環(huán)節(jié)，價(jià)格機(jī)制已比較成熟。二次調(diào)頻是當(dāng) 前市場化調(diào)頻的主要環(huán)節(jié)，價(jià)格機(jī)制比較成熟，電網(wǎng)輔助服務(wù)主體通過市場化 競標(biāo)方式執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)頻指令，綜合調(diào)頻能力決定項(xiàng)目盈利，衡量綜合調(diào)頻能力 的指標(biāo) K 值主要受響應(yīng)速度（K1）、調(diào)節(jié)速率（K2）、調(diào)節(jié)精度（K3）影響。

       現(xiàn)有火電、水電機(jī)組調(diào)頻存在多方面局限性，火電廠加裝儲能方案備受青睞。目前 我國各大區(qū)域電網(wǎng)中，主要以大型水電和火電機(jī)組作為電網(wǎng)調(diào)頻電源，通過調(diào)整調(diào)頻電 源出力來響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化，但水電、火電機(jī)組調(diào)頻存在一定局限性，例如，火電機(jī)組 響應(yīng)時(shí)滯長、參與調(diào)頻損害機(jī)組壽命，水電機(jī)組的應(yīng)用存在地理位置、季節(jié)變化的限制。 火電+儲能系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)頻方案能夠顯著縮短火電機(jī)組響應(yīng)時(shí)間，提高火電機(jī)組調(diào)節(jié) 速率及調(diào)節(jié)精度，以廣東某電站加裝儲能前后的調(diào)頻數(shù)據(jù)為例，調(diào)頻綜合性能指標(biāo) K 值 在加裝儲能后由 0.73 提升至 2.96，調(diào)頻效果顯著改善。