性能對比
傳統(tǒng)調頻手段主要集中在火電機組及水電機組,對水電機組來說,其調節(jié)特性較好,但水電機組的建設受地理位置的限制較大,其運行方面又受豐水期和枯水期的影響,故而水電機組的調頻容量遠遠不足;對于火電機組來說,其調節(jié)速率有限,要想達到更好的調節(jié)效果,就必須有一定的旋轉備用容量且多臺機組同時參與調節(jié),這樣一來,一方面火電機組無法工作在最經(jīng)濟的工況,煤耗增加;另一方面由于旋轉備用容量的增加,機組利用率下降,造成閑置資本增加,提高了電力企業(yè)的供電成本。而飛輪儲能,就可以彌補上面說到的傳統(tǒng)調頻手段的不足,具體的優(yōu)勢如下:
功率密度大、快速充放電:300kW/2kWh的飛輪產品,意味著 “充放電倍率”可達150C,毫秒級響應速度;
使用壽命長:循環(huán)充放電次數(shù)可達上千萬次,理論壽命超過20年,并且儲能容量不會隨充放電次數(shù)的增加而衰減;
工作范圍寬:對環(huán)境溫度沒有嚴格要求,對飛輪本體無需建設空調機房;
能量轉換效率高:電能動能之間的轉換效率高于95%,儲能系統(tǒng)綜合效 率約90%;
低損耗、低維護:磁懸浮和真空環(huán)境使機械損耗可以被忽略,飛輪本體無需維護,系統(tǒng)整體維護周期長;
可精確測量和控制:飛輪儲能可精確測量轉子轉速從而精確推算出“剩 余電量”,實現(xiàn)精確控制;
安全環(huán)保:飛輪儲能98%以上的材料都是鋼材,無化學物質釋放,無化學爆炸等安全隱患,從生產到應用的整個環(huán)節(jié)對環(huán)境友好;
大規(guī)模制造成本大幅下降:飛輪主要材質為鋼材,大規(guī)模制造后成本急 劇下降,無限接近鋼材成本;
殘值高:“廢舊飛輪電池”可直接回收利用,回收工藝簡單,殘值高。
目前,電網(wǎng)調度中心下發(fā)的AGC調頻指令持續(xù)時間基本在10秒至10分鐘區(qū)間內,250kW/45kWh飛輪產品,滿充滿放時間為10.8分鐘,完全覆蓋AGC調頻指令持續(xù)時間,儲能容量利用率高。由于飛輪儲能具有快速充放電、毫秒級響應速度的特點,在調頻響應時間和調頻速率上,遠優(yōu)于“兩個細則”中對火電機組及水電機組規(guī)定的指標,故而調頻性能優(yōu)于現(xiàn)有的調頻手段。在電力系統(tǒng)中,對電網(wǎng)運行的安全要求很高,這就要求儲能系統(tǒng)自身無安全隱患,而飛輪儲能98%以上的材料都是鋼材,無化學物質釋放,無化學爆炸等安全隱患,完全滿足電網(wǎng)運行的安全要求。此外,飛輪儲能對外界環(huán)境溫度要求低,更方便于儲能系統(tǒng)在變電站的接入;由于飛輪本體無需維護,系統(tǒng)整體維護周期長,節(jié)省了儲能系統(tǒng)后期的運維成本,提高了儲能系統(tǒng)的整體經(jīng)濟性。
價值體現(xiàn):
有效提升大規(guī)模新能源消納
光伏、風力等新能源發(fā)電波動性、間歇性及發(fā)電能力難以預測的特點給電網(wǎng)調控、安全控制及電網(wǎng)備用容量等諸多方面帶來了不利的影響,極大的限制了新能源消納能力和資源利用率。飛輪儲能裝置具有響應速度快、控制精準及調節(jié)范圍可知等特點,可以有效的平抑新能源發(fā)電的波動性和間歇性,很好的解決了大規(guī)模新能源并網(wǎng)問題及消納問題。
提供優(yōu)質電網(wǎng)輔助服務
由于飛輪儲能具有快速響應及控制精準等特點,所以其比常規(guī)電源系統(tǒng)具 有更好的調頻特性。飛輪儲能系統(tǒng)可以分散式布置,多點接入電網(wǎng),集中式統(tǒng)一管理,接受調度指令,參與電網(wǎng)調頻服務。目前,儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調頻已經(jīng)具備一定的研究基礎和應用示范,并逐漸成為部分發(fā)達地區(qū)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定控制的有效手段之一。此外,大規(guī)模飛輪儲能系統(tǒng)還可以參與電網(wǎng)調峰、自動電壓/無功控制(AVC)、提供備用等電網(wǎng)輔助服務,促進電網(wǎng)實現(xiàn)電網(wǎng)資源優(yōu)化配置并保證電能質量。
保障電網(wǎng)安全運行
大規(guī)模的飛輪儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)毫秒級的響應,為電網(wǎng)的安全運行提供快速功率支援。一方面為電網(wǎng)提供快速有功支持,提高電網(wǎng)功角穩(wěn)定水平,同時做為電網(wǎng)的備用電源,提高供電可靠性;另一方面為電網(wǎng)提供快速無功支持,提高電能質量,改善電網(wǎng)電壓穩(wěn)定水平。
延緩電網(wǎng)擴容改造
在接近滿載的輸配電系統(tǒng)中,如果由于負荷峰谷差逐漸加大,而無法滿足短時的高峰時段負載,且高峰負荷過載容量不大時,則可以考慮在受端電網(wǎng)配置儲能系統(tǒng)來解決,可以有效的延緩或者避免原有輸配電系統(tǒng)的擴容改造。