为应对能源安全、气候变化、环境挑战等全球性难题，世界各国加紧推进可持续发展战略，我国于2020年提出“二氧化碳排放力争2030年达到峰值，努力争取2060年实现碳中和”，全面推进能源发展变革，构建多元清洁的能源供应体系，大力发展可再生能源。
电网调频
据2022年01月29日，国家能源局发布的《2021年可再生能源并网运行情况》相关数据显示，2021年，全国可再生能源发电量达2.48万亿千瓦时，占全社会用电量的29.8%。但是可再生能源大规模并网对电力系统频率质量造成了冲击，电力系统频率是电能质量标准中要求最严格的一项，严重影响着工业生产和人们的日常生活。
2021年全国各类能源发电量占比图
2018 年 10 月，国家能源局发布《电力系统网源协调技术规范》（DL/T1870-2018），其中，6.3.4 条明确“风电场、光伏发电站应具备一次调频能力，并网运行时一次调频功能始终投入并确保正常运行”的要求。
2020年7月国家市场监督管理总局正式发布了强制性国家标准 《电力系统安全稳定导则》（GB38755-2019），其中3.5.3条，要求电源均应具备一次调频、快速调压、调峰能力，且应满足相关标准要求。3.5.6条，电力系统应具备基本的惯量和短路容量支持能力，在新能源并网发电比重较高的地区，新能源场站应提供必要惯量与短路容量支撑。
2021年10月11日，国家标准《并网电源一次调频技术规定及试验导则》（GB/T40595-2021）正式发布，该文件已于今年的5月1日开始实施，文件明确：接入35kV及以上电压等级电力系统的火电、水电、核电、燃气轮机发电、光热发电、抽水蓄能、风力发电、光伏发电及储能电站等并网电源，应符合GB / T31464、GB38755、GB / T38969 相关规定，配置一次调频功能，设计一次调频逻辑，整定一次调频运行参数，实测一次调频性能，相关性能应满足本文件规定。
一、飞轮储能辅助火电机组调频
火电是我国电力供应的主体发电方式，常规燃煤机组承担更多的调频任务也是电力系统发展过程中的需要。《两个细则》的实施要求燃煤机组的爬坡能力，响应时间以及调节精度都要提高，并能够在较宽的负荷范围内运行。然而频繁调频会加剧火电机组设备磨损，增加火电机组燃料使用、运营成本、废物排放和系统的热备用容量等问题，导致火电机组蒸汽压力波动剧烈，降低了火电机组的安全性和经济性，亟需新的技术手段去改善电力调频特性。
飞轮储能阵列辅助火电机组调频方案示意图
应用优势： （1）提高响应速度和调节精度 可以改善火电机组超调、欠调、反调的现象，提高火电机组响应速度和调节精度。 （2）运行可靠、安全环保、寿命长
物理储能，机电一体产品，环保无污染，运行安全可靠，服役年限内性能无衰减，寿命可达20年。
（3）提高火电机组经济性
减少火电机组频繁动作，提高机组的使用寿命，降低了运营费用。
（4）提高可再生能源的消纳能力
有利于改善电力系统调频特性，提高电力系统对可再生能源的消纳能力，使更多的可再生能源安全并网，实现电力能源高质量发展。
二、飞轮+化学电池（钠离子电池、锂离子电池等）混合储能应用于新能源场站调频
火飞轮+化学电池（钠离子、锂离子电池等）混合储能方式是指由功率型飞轮储能装置与能量型化学电池储能装置按一定比例组成的混合储能系统。实现风光电源协调互补，使新能源场站具备新能源消纳和一次调频能力，满足电网调峰、调频、应急响应等要求。
新能源场站配置储能主要有两大作用：一是解决新能源的消纳问题；另一个就是具备一次调频等功能让新能源从适应电网走向支撑电网
应用优势： （1）解决新能源消纳问题 有利于改善电力系统调频特性，提高电力系统对可再生能源的消纳能力，使更多的可再生能源安全并网，实现电力能源高质量发展。 （2）使新能源场站具备一次调频及惯量响应能力
借助飞轮储能的功率密度高、响应速度快、使用寿命长、安全性高、无污染等优势，使新能源场站具备一次调频及惯量响应能力。飞轮+化学电池的混合储能方式，当电网频率频繁扰动时，由飞轮储能系统承担绝大部分出力，在飞轮储能系统不能满足要求时，化学电池储能在功率或能量上进行补充。这样可以最大限度减少化学电池装置的动作次数，提高整体系统使用寿命，降低事故(着火、爆炸)概率。同时，也能实现双细则下储能系统的经济利用。
国家相关政策
2021年10月11日，国家标准《并网电源一次调频技术规定及试验导则》（GB/T40595-2021）正式发布，该文件已于今年的5月1日开始实施，文件明确：接入 35kV 及以上电压等级电力系统的火电、水电、核电、燃气轮机发电、光热发电、抽水蓄能、风力发电、光伏发电及储能电站等并网电源，应符合GB / T31464、GB38755、GB / T38969 相关规定，配置一次调频功能，设计一次调频逻辑，整定一次调频运行参数，实测一次调频性能，相关性能应满足本文件规定。
自上述标准颁布以来，国家电网山西、江西、辽宁、江苏、湖南省调度中心、南方电网、国家能源局西北能监局、华北能监局、华中能监局均已要求新并网新能源场站需具备一次调频能力，在运新能源场站限期改造。因此，在此背景下，一次调频将成为新能源场站必备“技能”，存量新能源场站的一次调频技术改造也势在必行。
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