中國儲能網訊：行業(yè)專家指出，電網的穩(wěn)定性對于防止電力中斷是至關重要的因素，而提供安全可靠的電力是當務之急。英國的電網在大多數情況下是可靠的。但是，為了防止英國去年發(fā)生的大停電事故并保護電力系統(tǒng)，英國主要的電網運營商National Grid公司現在正在研究采用儲能技術減少類似的事件發(fā)生。
發(fā)生電力中斷的原因有很多，其中最可能的原因之一是電網頻率出現系統(tǒng)性故障，部分原因是“系統(tǒng)慣性”不足。雖然慣性和頻率是理解電網運營的關鍵，也是理解如何使可再生能源成為基本負荷功率的關鍵，但在了解任何電力中斷事件時，慣性和頻率往往成為被忽視和誤解的術語。而了解電網如何工作以決定英國向可再生能源轉型時需要采取哪些措施至關重要。
首先，幾乎所有傳統(tǒng)能源發(fā)電設施都遵循相同的原理：燃燒某種燃料（煤、天然氣、石油）使水沸騰并產生蒸汽，然后對其加壓并驅動渦輪機旋轉，旋轉的渦輪機帶動發(fā)電機，發(fā)電機產生電能提供給電網。這就是系統(tǒng)性慣性發(fā)揮作用的地方。慣性是物體抵抗運動和方向變化的一種趨向，例如旋轉的渦輪機一旦運轉就很難停下來，它具有很高的慣性。電氣慣性的工作原理與其基本相同，它能抵抗由需求變化引起的電網中斷。由于旋轉渦輪機很難停止，因此其產生的能量相對穩(wěn)定。
英國電網在2019年8月9日發(fā)生電網頻率下降事故
電網頻率使事情變得更加復雜
電網頻率是交流電每秒改變方向的次數。穩(wěn)定一致的頻率對電網運營很重要，因為它可以防止對其電力基礎設施造成損害。事實證明，頻率與耦合到電網的旋轉渦輪機的速度成正比，這是“同步慣性”術語的來源。所有向電網供電的渦輪機都是同步的或以相同的速度旋轉（標準旋轉速度為每分鐘3,000轉），從而以相同的頻率發(fā)電。
在英國，電網以50赫茲（Hz）的頻率運行，偏差小至1％可能會導致系統(tǒng)性基礎設施損壞。例如，如果兩個發(fā)電廠同時或連續(xù)發(fā)生輸電中斷，則可能導致電網頻率大幅下降。為了防止損壞，則必須減少對電網的能源需求，這意味著斷開其中的一部分電網負載，并導致不可避免的電力中斷。
這就引出了一個重要的問題：如何防止這種情況發(fā)生？這個問題有兩個答案：第一個可能是構建可靠基礎設施解決方案，因為無論發(fā)電廠有多可靠，如果沒有可靠的電力基礎設施，電網都可能隨時停電。第二個是增加電網的慣性，因此允許更大的靈活性來保持一致的頻率。
使電網更易于維護
21世紀的電網應該更加更可靠，但事實并非如此，因為可再生能源發(fā)電量的增加對對電網慣性產生了不利影響。據媒體報道，英國2019年的電力供應40％來自可再生能源，特別是風力發(fā)電場和太陽能發(fā)電場。可再生能源發(fā)電設施以“異步”方式發(fā)電，這意味著沒有與傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電設施的現有渦輪發(fā)電機保持同步，因此也就沒有慣性。
回到增加電網慣性的解決方案，從而使電網頻率更易于維護，需要采用可再生能源來使電網具有同步慣性。風力發(fā)電場、太陽能發(fā)電場和鋰離子電池儲能系統(tǒng)需要穩(wěn)定的電力系統(tǒng)才能正常運行。英國National Grid公司對此十分了解，因此在過去的一年中，該公司已投資1.8億英鎊（2.2544億美元）來確保此類技術的安全。
液態(tài)空氣儲能廠商（LAES）Highview Power公司已開發(fā)了一種低溫儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)將同時提高電網的彈性和可再生能源的部署量。 CRYOBatteryTM是一個長時低溫儲能系統(tǒng)，它使可再生能源發(fā)電與電網保持同步，每個儲能系統(tǒng)都可保持長達24小時的電網同步，從而改善了電網的運營狀況和穩(wěn)定性。而采用可再生能源發(fā)電設施和電網規(guī)模儲能系統(tǒng)，可以減少威脅電網的頻率振蕩，從而減少停電事件。
Highview公司的Power CRYOBattery低溫儲能系統(tǒng)
