惯量是衡量电力系统频率稳定性的重要指标之一，传统电力系统中惯量主要由同步发电机提供。随着新型电力系统建设，新能源和储能电站不具备传统物理上电力系统的惯量响应能力，新能源和储能等新型并网主体的惯量响应能力建设将是未来电力系统频率安全的重要保障。
为实现储能电站的惯量响应与在线评估，江苏省调联合方天公司制定技术规范和实施方案，并组织储能电站部署虚拟惯量响应控制装置。同时，基于新型电网调度控制系统（D6.0）研发部署惯量响应在线测试功能，顺利完成连能灌南储能电站惯量响应在线测试。
技术方案
根据连能灌南储能电站现有设备组网拓扑关系，在不改动原有设备运行架构的条件下实施改造应用。在现有EMS与原储能协调控制器之间新增储能电站一体化功率协控装置，如图1所示，实现储能电站AGC、一次调频、惯量响应等功能一体化功率控制。
图1 储能电站一体化功率协控装置
储能电站一体化功率协控装置直接高精度采集并网点PT、CT等信号计算电网实时频率，根据实时频率计算一次调频功率指令、惯量响应功率指令，同时接收调度主站下发的AGC指令，储能电站一次调频与惯量支撑属于同一优先级别，优先级均高于AGC，并与AGC指令满足“正向叠加、反向闭锁”逻辑，之后将总控制指令下发至储能电站各PCS进行功率调节。
响应测试
惯量响应测试包括本地惯量响应性能试验、惯量响应功能防扰动校验、惯量响应功能与AGC协调试验、惯量响应在线监测功能试验。其中，惯量响应在线监测功能在调度主站发出惯量响应进入测试信号后，储能电站惯量响应控制装置进入测试状态，惯量响应不再对当前电网频率变化率产生响应。现场装置中的频率变化率信号自动切换到试验回路；在调度主站发出惯量响应退出测试信号后，储能电站惯量响应控制功能恢复。连能灌南储能电站惯性时间常数设置为10秒，两种工况下在线测试结果如下：
01
AGC就地模式
-0.3Hz/s惯量响应测试
储能电站初始负荷为-0.50MW，AGC就地模式。调度主站发出“惯量响应进入测试”指令，测试频率变化率下发为-0.3Hz/s，惯量响应产生6%PN的负荷指令，主站计算惯性时间常数为10.04秒。现场测试结果如图2所示，主站测试结果如图3所示。
图2 现场惯量测试响应（-0.3Hz/s）
图3 主站惯量测试结果（-0.3Hz/s）
02
AGC就地模式
+0.3Hz/s惯量响应测试
储能电站初始负荷为-0.51MW，AGC就地模式。调度主站发出“惯量响应进入测试”指令，测试频率变化率下发为+0.3Hz/s，惯量响应产生-6%PN的负荷指令，因控制输出功率略高（在标准要求范围内），主站计算惯性时间常数为10.8秒。现场测试结果如图4所示，主站测试结果如图5所示。
图4 现场惯量测试响应（+0.3Hz/s）
图5 主站惯量测试结果（+0.3Hz/s）
应用成效
根据实际测试结果，连能灌南储能电站惯量响应时间小于0.336秒，惯量响应功率控制偏差小于0.765%，惯性时间常数主站测试结果与现场配置参数吻合。实测验证了惯量响应功能改造和在线测试方案的有效性，为后续新型并网主体惯量响应功能建设和在线评估验证提供了可行路径。江苏公司亦将继续推进新能源电厂和储能电站一次调频、惯量响应能力建设，持续促进新型并网主体友好并网，助力新型电力系统高质量建设。
