儲(chǔ)能——構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)

近年來，隨著可再生能源占比不斷提升。新能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，且其自身不具備調(diào)頻能力，成為制約其進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模的主要障礙。如何更安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地利用這些綠色低碳新能源電力，成為新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)。

儲(chǔ)能，利用專門裝置與系統(tǒng)將能量?jī)?chǔ)存，在需要時(shí)將能量釋放，實(shí)現(xiàn)能量在時(shí)間和（或）空間上的轉(zhuǎn)移，具有調(diào)頻速度快、容量可調(diào)等特點(diǎn)，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。基于此，儲(chǔ)能被認(rèn)為是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的必須環(huán)節(jié)。

飛輪儲(chǔ)能

儲(chǔ)能分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能。飛輪儲(chǔ)能屬于物理儲(chǔ)能中的一種。飛輪儲(chǔ)能的工作原理：在電力富余條件下，由電能驅(qū)動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能儲(chǔ)存；當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，飛輪減速，電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將飛輪動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，供用戶使用。飛輪儲(chǔ)能通過轉(zhuǎn)子的加速和減速，實(shí)現(xiàn)電能的存入和釋放。

飛輪裝置示意圖

飛輪儲(chǔ)能單元示意圖

充電時(shí)，轉(zhuǎn)速提高；放電時(shí)，轉(zhuǎn)速降低。

與其他儲(chǔ)能模式相比，飛輪儲(chǔ)能具有使用壽命長(zhǎng)、充電次數(shù)多、能量密度高、安全環(huán)保性能佳的特點(diǎn)，非常適合電力系統(tǒng)一次調(diào)頻短時(shí)高頻大功率的應(yīng)用場(chǎng)景。

復(fù)合調(diào)頻：飛輪儲(chǔ)能+鋰電池儲(chǔ)能

通過飛輪和鋰電池儲(chǔ)能的“珠聯(lián)璧合”，將飛輪儲(chǔ)能瞬時(shí)功率大、毫秒級(jí)響應(yīng)、充放電次數(shù)多和鋰電池儲(chǔ)能容量大、調(diào)頻幅度高的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，搭配火電機(jī)組協(xié)助調(diào)頻，可解決頻率擾動(dòng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。

飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目首次集合了飛輪儲(chǔ)能裝置“長(zhǎng)壽命”和鋰電池“儲(chǔ)量大”的優(yōu)勢(shì)，既擴(kuò)大了系統(tǒng)總?cè)萘浚痔岣吡穗姵氐某志眯浴Ｅc現(xiàn)有火電機(jī)組聯(lián)合為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)，有效滿足電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，同時(shí)可以有效平衡火電機(jī)組發(fā)電和電網(wǎng)調(diào)度需求用電之間的電量差的問題。

如此設(shè)計(jì)使可充放電次數(shù)比純鋰電池系統(tǒng)高出2000倍，同生命周期內(nèi)可節(jié)省3批鋰電池組的更換費(fèi)用約2400萬元。

當(dāng)前

電力系統(tǒng)形態(tài)

由源網(wǎng)荷三要素

向源網(wǎng)荷儲(chǔ)四要素轉(zhuǎn)變

儲(chǔ)能的作用日益凸顯

具有更廣泛的應(yīng)用前景

隨著飛輪儲(chǔ)能技術(shù)成熟和成本降低

更多的飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用項(xiàng)目將落地實(shí)施

為城市用電更加綠色穩(wěn)定安全提供支撐