中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著大規(guī)模新能源技術(shù)的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致電力系統(tǒng)不確定性、不可控性的因素增多，增加了大面積停電的風(fēng)險(xiǎn)。2017年國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局為推進(jìn)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，促進(jìn)并規(guī)范微電網(wǎng)健康發(fā)展，引導(dǎo)分布式電源和可再生能源的就地消納，印發(fā)《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》，對(duì)微電網(wǎng)定義為微型、清潔、自治、友好的特征。
針對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)“友好”特征的需求，目前飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)具有充放電速度快、工作效率高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保無(wú)污染等特點(diǎn)，根據(jù)其材質(zhì)、性能特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，可分為“功率型飛輪”和“能量型飛輪”。功率型飛輪具有快速、頻繁、大功率的特點(diǎn)，可使用戶獲得高質(zhì)量的電能。盾石磁能科技公司擁有國(guó)際領(lǐng)先的高功率飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，其產(chǎn)品GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于微電網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)等領(lǐng)域。
GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在并網(wǎng)型微電網(wǎng)中的應(yīng)用特性：
▲由于微電網(wǎng)中風(fēng)能、光伏等分布式能源的短時(shí)波動(dòng)較為頻繁，為了提高電網(wǎng)的友好性，可利用儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)1毫秒快速響應(yīng)電網(wǎng)瞬時(shí)波動(dòng)，5毫秒全功率響應(yīng)，其千萬(wàn)次充放電的卓越性能可平滑短時(shí)頻繁功率波動(dòng)，大大延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
圖一為某光伏微電網(wǎng)項(xiàng)目測(cè)試的微網(wǎng)功率曲線圖，利用飛輪儲(chǔ)能平抑光伏波動(dòng)，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為功率，藍(lán)色曲線為光伏輸出點(diǎn)功率，橘紅色曲線為加入飛輪之后并網(wǎng)點(diǎn)功率，可見(jiàn)加入飛輪儲(chǔ)能之后的功率曲線更加平滑。
圖一 平抑光伏波動(dòng)試驗(yàn)
▲在微電網(wǎng)并離網(wǎng)狀態(tài)切換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生瞬間較大的功率波動(dòng)，依靠GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速響應(yīng)和瞬間大功率支撐能力，可實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)狀態(tài)切換過(guò)程的平滑過(guò)度。
▲針對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)沖擊性負(fù)荷，通過(guò)GTR飛輪儲(chǔ)能瞬時(shí)大功率支撐可顯著提高微網(wǎng)的抗沖擊能力。
▲通過(guò)飛輪儲(chǔ)能千萬(wàn)次充放電、響應(yīng)速度快的特性，可有效調(diào)節(jié)微電網(wǎng)頻率波動(dòng)。
圖二為飛輪調(diào)節(jié)微電網(wǎng)頻率波動(dòng)示意圖，紫色曲線為加入飛輪儲(chǔ)能之前微電網(wǎng)頻率輸出曲線，藍(lán)色曲線為加入飛輪儲(chǔ)能之后的微網(wǎng)輸出頻率，可見(jiàn)加入飛輪儲(chǔ)能之后的微網(wǎng)頻率更加平滑。
圖二 飛輪儲(chǔ)能調(diào)節(jié)微電網(wǎng)輸出頻率
GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)與蓄電池組合的優(yōu)勢(shì)特性:
一般來(lái)說(shuō),微電網(wǎng)是由多種能源互補(bǔ)的形式組成，風(fēng)能、光能等新能源都具有不穩(wěn)定性，而且由于微電網(wǎng)本身的特性，通過(guò)提高新能源發(fā)電的可預(yù)測(cè)性來(lái)提高友好性，難度較大，一般的解決方案是在微網(wǎng)中安裝一定比例的儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)提高穩(wěn)定性，同時(shí)利用先進(jìn)的管理技術(shù)和控制策略，提高微網(wǎng)電源的可調(diào)可控性，以增加微電網(wǎng)的友好性。
現(xiàn)有研究結(jié)果表明，GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、儲(chǔ)能效率高、功率密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)的特性，而蓄電池類儲(chǔ)能則具備能量密度高、自損耗小、儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)各自儲(chǔ)能特點(diǎn)，功率型GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)與蓄電池結(jié)合組成復(fù)合式儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以最大限度地發(fā)揮各種儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，降低全壽命周期費(fèi)用，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。目前，這種“飛輪+蓄電池”的組合方案，愈發(fā)受到業(yè)內(nèi)的青睞。
高功率飛輪儲(chǔ)能區(qū)別于傳統(tǒng)化學(xué)電池儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)，已得到了國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。盾石磁能科技公司主打產(chǎn)品GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)可良好平抑分布式能源并網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的瞬時(shí)功率波動(dòng)，保證公共連接點(diǎn)的電能質(zhì)量，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，提高系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性，實(shí)現(xiàn)用戶的友好用能。在電力系統(tǒng)調(diào)頻、間歇式可再生能源發(fā)電、微電網(wǎng)并網(wǎng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
