“飛輪+鋰電混合儲(chǔ)能”新能源場(chǎng)站調(diào)頻并網(wǎng)試驗(yàn)成功

經(jīng)過(guò)兩年多的堅(jiān)持與探索，“飛輪+鋰電混合儲(chǔ)能”模式在新能源場(chǎng)站調(diào)頻領(lǐng)域的應(yīng)用取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

8月6日，由國(guó)網(wǎng)中國(guó)電力科學(xué)研究院主辦，國(guó)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(chǔ)能實(shí)現(xiàn)新能源場(chǎng)站調(diào)頻”技術(shù)討論會(huì)在山西省右玉縣召開(kāi)。

會(huì)議上，來(lái)自各級(jí)電科院、設(shè)計(jì)院、規(guī)劃院的領(lǐng)導(dǎo)、專家以及各發(fā)電集團(tuán)科研機(jī)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(shí)現(xiàn)“飛輪+鋰電混合儲(chǔ)能新能源場(chǎng)站調(diào)頻”技術(shù)展開(kāi)交流與討論。

該項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人，國(guó)網(wǎng)山西電科院新能源所所長(zhǎng)郭強(qiáng)，在主題匯報(bào)中表示，“7月7日，1MW飛輪+4MW鋰電混合儲(chǔ)能調(diào)頻試驗(yàn)在右玉縣老千山風(fēng)電場(chǎng)圓滿成功”。該項(xiàng)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(yàn)，2020年6月30日第二階段并網(wǎng)成功，7月7日主要試驗(yàn)完成。

這是國(guó)內(nèi)首個(gè)“飛輪+鋰電混合儲(chǔ)能”項(xiàng)目在新能源場(chǎng)站調(diào)頻領(lǐng)域的成功應(yīng)用，驗(yàn)證了多種儲(chǔ)能裝置平抑風(fēng)功率波動(dòng)的可行性。

所謂“飛輪+鋰電混合儲(chǔ)能”方式是指由功率型飛輪儲(chǔ)能裝置與能量型鋰電池儲(chǔ)能裝置按一定比例組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，，在電網(wǎng)頻率頻繁擾動(dòng)時(shí)，由飛輪儲(chǔ)能裝置承擔(dān)大部分出力，在飛輪儲(chǔ)能裝置不能滿足要求時(shí)，鋰電池儲(chǔ)能在功率或能量上進(jìn)行補(bǔ)充。這樣可以最大限度減少鋰電裝置的動(dòng)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(shí)，還能實(shí)現(xiàn)雙細(xì)則下儲(chǔ)能裝置的經(jīng)濟(jì)利用。

“通俗點(diǎn)理解就是，光用鋰電儲(chǔ)能應(yīng)用于新能源場(chǎng)站調(diào)頻，頻繁充放電使鋰電池系統(tǒng)使用壽命過(guò)短，也容易發(fā)生安全事故，光用飛輪儲(chǔ)能成本高、易浪費(fèi)，將二者結(jié)合起來(lái)，正好優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，性價(jià)比最高。”郭強(qiáng)進(jìn)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(chǎng)的額定功率和頻率波動(dòng)范圍，通過(guò)計(jì)算風(fēng)電功率期望平抑目標(biāo)并運(yùn)用一階濾波算法對(duì)風(fēng)電功率偏移量進(jìn)行高低頻分解采用經(jīng)過(guò)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(chǔ)能的配比和混合儲(chǔ)能中各自的占比應(yīng)該一場(chǎng)一案”。

此次會(huì)議，除了混合儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)新能源場(chǎng)站調(diào)頻技術(shù)情況的介紹與討論外，還包含實(shí)地探訪220千伏老千山風(fēng)電場(chǎng)1MW飛輪+4MW鋰電混合儲(chǔ)能項(xiàng)目環(huán)節(jié)。

作為整個(gè)項(xiàng)目的亮點(diǎn)，兆瓦級(jí)飛輪系統(tǒng)成為與會(huì)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)參觀的重點(diǎn)。根據(jù)老千山風(fēng)電場(chǎng)工作人員介紹，飛輪系統(tǒng)采用沈陽(yáng)微控新能源技術(shù)有限公司的功率型磁懸浮儲(chǔ)能飛輪本體組成儲(chǔ)能飛輪陣列，構(gòu)成1MW的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)首個(gè)完成入35kv電網(wǎng)并網(wǎng)試驗(yàn)的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，也是首個(gè)利用飛輪儲(chǔ)能技術(shù)解決新能源一次調(diào)頻的應(yīng)用。

經(jīng)過(guò)會(huì)議討論與實(shí)地探訪，眾多與會(huì)人員紛紛表示，該示范工程實(shí)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(chǔ)能項(xiàng)目的成功并網(wǎng)，不僅對(duì)解決新能源一次調(diào)頻任務(wù)具有現(xiàn)實(shí)意義，也對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)交易的多元化具有創(chuàng)新意義。不過(guò)，郭強(qiáng)也坦言，在實(shí)際并網(wǎng)運(yùn)行后，該項(xiàng)目也可能存在一些未知的問(wèn)題，但整個(gè)并網(wǎng)試驗(yàn)成功足以證明多種儲(chǔ)能裝置平抑風(fēng)功率波動(dòng)的可行性。

未來(lái)，隨著輔助服務(wù)市場(chǎng)的不斷完善，以及儲(chǔ)能技術(shù)的不斷升級(jí)，這一創(chuàng)新模式將為儲(chǔ)能打開(kāi)更多的應(yīng)用機(jī)會(huì)和價(jià)值收益，也將開(kāi)啟混合儲(chǔ)能時(shí)代。