超級電容詳細講解大全（需求端）

       電力能源：新能源并網增加調頻需求，超級電容參與電網調頻全環節

       新能源裝機規模、發電量占比快速提升。截至 2021 年，我國風電、光伏裝機規模 328GW、307GW，合計占全國電力總裝機規模比例為 27%；2021 年風電、光伏發電量 6556 億千瓦時、3270 億千瓦時，合計占全國總發電量比例 12%。根據國家能源局網站， 風電、光伏發電量占全社會用電量比重將持續提升，2025 年將達到 16.5%左右。

       新型電力系統下，電網調頻需求顯著增加。發電側，傳統發電系統的發電機與電力 系統強耦合，能夠提供慣量、維持電網頻率，當電力系統出現故障時，同步發電機的機 械慣量可以提供足夠的旋轉備用容量以彌補系統功率缺失，避免觸及系統低頻減載保護。

       而光伏、風電通過電力電子設備連接至電網，暫態響應速度較快，不具備根據機端頻率 和電壓信號進行自主調節的能力，即慣量支撐、一次調頻、主動調壓、阻尼能力缺失， 因此導致電網頻率面臨挑戰。用電側，分布式光伏逐步接入電網，新能源車充換電、計算機、通信等新型產業用電量超預期，均導致用電側功率預測的難度提升，進而導致電網頻率波動加劇。根據國家能源局統計，2019年上半年，全國調頻服務補償費用達 27 億元，占全國電力輔助服務補償費用比例為 21%，僅次于調峰 38%和備用 36%。

       一次調頻、二次調頻在頻率調整范圍、能力方面有所差異。一次調頻是各并網機組 的調節系統根據電網頻率變化，自發的進行機組調整以恢復電網頻率，但只能做到有差 控制，二次調頻是人為地根據電網頻率變化調整機組負荷，能夠做到無差調節，一次、 二次調頻動作時間一般在 30 秒以內、30 秒至 15 分鐘時段。

       1） 一次調頻：21 年以來政策開始發力一次調頻市場建設。2021 年 12 月山西省能 源監管辦發布全國首個一次調頻市場交易實施細則，2022 年 5 月國家標準《并網電源一次調頻技術規定及試驗導則》正式實施，文件明確要求接入 35kV 及 以上電壓等級電力系統的火電、水電、核電、儲能電站、風電、光伏等并網電 源均應配置一次調頻功能，一次調頻機制開始逐漸明確。

       2） 二次調頻：目前市場化調頻的主要環節，價格機制已比較成熟。二次調頻是當 前市場化調頻的主要環節，價格機制比較成熟，電網輔助服務主體通過市場化 競標方式執行電網調頻指令，綜合調頻能力決定項目盈利，衡量綜合調頻能力 的指標 K 值主要受響應速度（K1）、調節速率（K2）、調節精度（K3）影響。

       現有火電、水電機組調頻存在多方面局限性，火電廠加裝儲能方案備受青睞。目前 我國各大區域電網中，主要以大型水電和火電機組作為電網調頻電源，通過調整調頻電 源出力來響應系統頻率變化，但水電、火電機組調頻存在一定局限性，例如，火電機組 響應時滯長、參與調頻損害機組壽命，水電機組的應用存在地理位置、季節變化的限制。 火電+儲能系統聯合調頻方案能夠顯著縮短火電機組響應時間，提高火電機組調節 速率及調節精度，以廣東某電站加裝儲能前后的調頻數據為例，調頻綜合性能指標 K 值 在加裝儲能后由 0.73 提升至 2.96，調頻效果顯著改善。