經(jīng)過兩年多的堅持與探索，“飛輪+鋰電混合儲能”模式在新能源場站調(diào)頻領(lǐng)域的應(yīng)用取得實質(zhì)性進展。
8月6日，由國網(wǎng)中國電力科學(xué)研究院主辦，國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院承辦的“飛輪+鋰電混合儲能實現(xiàn)新能源場站調(diào)頻”技術(shù)討論會在山西省右玉縣召開。
會議上，來自各級電科院、設(shè)計院、規(guī)劃院的領(lǐng)導(dǎo)、專家以及各發(fā)電集團科研機構(gòu)、新能源電站代表的100余名業(yè)內(nèi)同仁齊聚一堂，共同就如何實現(xiàn)“飛輪+鋰電混合儲能新能源場站調(diào)頻”技術(shù)展開交流與討論。
該項目主要負責(zé)人，國網(wǎng)山西電科院新能源所所長郭強，在主題匯報中表示，“7月7日，1MW飛輪+4MW鋰電混合儲能調(diào)頻試驗在右玉縣老千山風(fēng)電場圓滿成功”。該項目于2019年1月17日首次并網(wǎng)成功，2019年1月30日完成第一階段試驗，2020年6月30日第二階段并網(wǎng)成功，7月7日主要試驗完成。
這是國內(nèi)首個“飛輪+鋰電混合儲能”項目在新能源場站調(diào)頻領(lǐng)域的成功應(yīng)用，驗證了多種儲能裝置平抑風(fēng)功率波動的可行性。
所謂“飛輪+鋰電混合儲能”方式是指由功率型飛輪儲能裝置與能量型鋰電池儲能裝置按一定比例組成的混合儲能系統(tǒng)，，在電網(wǎng)頻率頻繁擾動時，由飛輪儲能裝置承擔(dān)大部分出力，在飛輪儲能裝置不能滿足要求時，鋰電池儲能在功率或能量上進行補充。這樣可以最大限度減少鋰電裝置的動作次數(shù)，提高整體系統(tǒng)使用壽命，降低事故(著火、爆炸)概率。同時，還能實現(xiàn)雙細則下儲能裝置的經(jīng)濟利用。
“通俗點理解就是，光用鋰電儲能應(yīng)用于新能源場站調(diào)頻，頻繁充放電使鋰電池系統(tǒng)使用壽命過短，也容易發(fā)生安全事故，光用飛輪儲能成本高、易浪費，將二者結(jié)合起來，正好優(yōu)勢互補，性價比最高。”郭強進一步分析稱，“我們的設(shè)備容量配比并不是一拍腦袋決定的，而是根據(jù)風(fēng)電場的額定功率和頻率波動范圍，通過計算風(fēng)電功率期望平抑目標并運用一階濾波算法對風(fēng)電功率偏移量進行高低頻分解采用經(jīng)過自適應(yīng)混沌粒子群優(yōu)化算法得出的科學(xué)數(shù)據(jù)，并且儲能的配比和混合儲能中各自的占比應(yīng)該一場一案”。
此次會議，除了混合儲能實現(xiàn)新能源場站調(diào)頻技術(shù)情況的介紹與討論外，還包含實地探訪220千伏老千山風(fēng)電場1MW飛輪+4MW鋰電混合儲能項目環(huán)節(jié)。
作為整個項目的亮點，兆瓦級飛輪系統(tǒng)成為與會嘉賓現(xiàn)場參觀的重點。根據(jù)老千山風(fēng)電場工作人員介紹，飛輪系統(tǒng)采用沈陽微控新能源技術(shù)有限公司的功率型磁懸浮儲能飛輪本體組成儲能飛輪陣列，構(gòu)成1MW的飛輪儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)是國內(nèi)首個完成入35kv電網(wǎng)并網(wǎng)試驗的兆瓦級飛輪儲能系統(tǒng)，也是首個利用飛輪儲能技術(shù)解決新能源一次調(diào)頻的應(yīng)用。
經(jīng)過會議討論與實地探訪，眾多與會人員紛紛表示，該示范工程實現(xiàn)了商業(yè)模式與應(yīng)用技術(shù)雙創(chuàng)新。飛輪+鋰電混合儲能項目的成功并網(wǎng)，不僅對解決新能源一次調(diào)頻任務(wù)具有現(xiàn)實意義，也對整個儲能產(chǎn)業(yè)市場交易的多元化具有創(chuàng)新意義。不過，郭強也坦言，在實際并網(wǎng)運行后，該項目也可能存在一些未知的問題，但整個并網(wǎng)試驗成功足以證明多種儲能裝置平抑風(fēng)功率波動的可行性。
未來，隨著輔助服務(wù)市場的不斷完善，以及儲能技術(shù)的不斷升級，這一創(chuàng)新模式將為儲能打開更多的應(yīng)用機會和價值收益，也將開啟混合儲能時代。
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