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飛輪儲能調頻性能是火電機組的27倍

鉅大LARGE  |  點擊量:1832次  |  2019年07月15日  

飛輪儲能用在電網上有什么優勢?有以下幾個方面,首先飛輪儲能具有高頻次瞬間精準放電的能力,這種能力很多,安全性比較好,沒有燃燒和爆炸的問題,另外環境比較好,壽命比較長,長達20多年的使用壽命,這個壽命跟發電機組的壽命基本一樣,從使用來講也是比較好的。另外它可以深度的充放電能力,充放電能力達到100%,而且性能比較高,當需要的話在毫秒級就可以達到需求,調頻性能是火電機組的27倍,對于目前來講是比較好的,另外沒有溫度方面的限制。成本,我們從整個使用周期來看,下面我有一個比較,從整個生命周期來看運行成本是比較好的。


聚焦“技術應用雙創新,規模儲能新起點”,通過組織主題演講、展覽展示、創新大賽、專題研討、項目考察、新品發布、技術交流等多種活動,多維度精準對接全球儲能市場與應用,助力中國儲能企業與國際接軌,為儲能企業搭建與政策制定者、規劃者、電網管理者、電力公司、能源服務商的交流互動平臺。2019年5月18-20日,中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”,北極星儲能網、電力頭條APP全程直播。貝肯新能源(天津)有限公司總經理張強在論壇上做《飛輪儲能在電網調頻中的工程應用》為題的演講。


貝肯新能源(天津)有限公司總經理張強


以下為發言實錄:


貝肯新能源(天津)有限公司總經理張強:下面跟大家探討一下飛輪儲能在電網調頻中的工程應用。我的報告大概分為下面幾個部分,講一講電網調頻的必要性,技術現狀,調頻的優勢,優勢特點。


電網調頻的必要性提高電能質量是電網的主要任務,電網用電和負荷要時刻保持均衡,頻率保持一定值,頻率發生偏差的時候說明不平衡,不平衡會對發電設備,對人們生活方方面面產生不同的影響。


隨著環境變化,氣候變化的影響,新能源成為一個發展趨勢,我們國家在一八零幾年總的發電容量19億千瓦,其中新能源占到40%,風電占了1.8億,太陽能占1.7億,這個比例占40%。另外國家對電動汽車的充電對電網的調頻也有不同程度的應該,因此要實現電網的互聯網,加入到電網里面來,提高電網的連續性、穩定性。


目前我們國家優質調頻資源比較貧乏,水電占的比例不高,只有20%,因為水電的建設受到計算的影響。另外處理系統這個比例更加小,這個比例只有1.6%,而且建設時間比較長,受到選址和成本方面的影響,供熱、空冷機組等調頻能力不足。


我們國家現在調頻主要通過火電機組,但是存在調頻延遲,偏差的問題,超調和欠調,調節反向問題。另外增加機組的磨損和故障率,降低機組的壽命和性能。火電機組額定的時候效率最好,負荷降到50%以下,能耗會是原來能耗的1.09-1.16倍,這樣通過火電機組來調頻,就影響調頻的效率,另外從調節精度,調節性能方面來講也存在一系列的問題。


另外這么幾年來我們國家出臺了一系列調頻輔助服務政策,出現了已經在建和已經建成的調頻機組,現在有30多個,但是這個容量相對整個電網容量來說顯然還是比較小的,這些建站通過這么幾年的運行存在一些問題,重點表現在一個是安全性的問題,另外國家的政策不連續,不確定的問題,還有運營模式的問題。今天只討論飛輪儲能,也許在這一方面能有所改善。


飛輪儲能用在電網上有什么優勢?有以下幾個方面,首先飛輪儲能具有高頻次瞬間精準放電的能力,這種能力很多,安全性比較好,沒有燃燒和爆炸的問題,另外環境比較好,壽命比較長,長達20多年的使用壽命,這個壽命跟發電機組的壽命基本一樣,從使用來講也是比較好的。另外它可以深度的充放電能力,充放電能力達到100%,而且性能比較高,當需要的話在毫秒級就可以達到需求,調頻性能是火電機組的27倍,對于目前來講是比較好的,另外沒有溫度方面的限制。成本,我們從整個使用周期來看,下面我有一個比較,從整個生命周期來看運行成本是比較好的。


這里面對于飛輪儲能主要特色在詳細做個比較,首先我們把20年作為一個生命周期,首先是能量衰減問題,電池壽命是飛輪的大約20%,飛輪無衰減無需替換,全生命周期飛輪投資低。


還有安全性,飛輪有固有特性,國外有飛輪應用連續十年的安全運行見證。鋰電池存在高溫期貨和爆炸的風險,且隨著運行時間的增加,發生安全問題會變得更加突出。截止2019年2月,僅在韓國儲能電站發生火災就高達21起。


飛輪儲能的特性做一個比較,這是國外一個著名的飛輪公司做的一個圖,放電深度從20-40%電池儲能壽命從10年降到2.25年,而對飛輪儲能影響不大,這樣就會得出對于同樣功率的裝機來講,對調頻來講,飛輪儲能調頻性能是鋰電池儲能的2-4倍,通過這個表能夠得出這么一個結論。


現在目前我們在全世界比較大的飛輪調頻項目里面有兩個公司做了,一個貝肯公司,他有兩個建站,一個在美國的紐約州,一個在賓夕法尼亞,效果比較好。另一個做得比較大的是加拿大的Temporal Power,2014年有一個項目,這個項目連續五年。還有一個項目建在加拿大的安大略省,設計容量5MW,服務于當地電網調頻。還有一個項目在加勒比海阿魯巴島上面,設計容量為10MW飛輪儲能項目,與可再生能源聯合使用,提高整個島的電力。這是他們在功率使用中的圖片,他主要還是為了提高安全性。


說一下貝肯新能源的技術優勢,我們的技術依托是華北電力大學,另外在去年我們把加拿大的Temporal Power收購了,它的技術參數現在額定功率有三規格的:100kW、250kW、500kW,全電能響應時間小雨1秒,輸入電壓三相480Vac,輸出頻率50Hz-60Hz,運行溫度負40度到50度,壽命大于20年。


飛輪應用的方面很多,我們今天主要講的是它運用在電網方面,我們目前主要在這么幾個方面,飛輪獨立調頻,和火電機組聯合,跟風電、太陽能聯合,最后和電池儲能聯合,我們把調頻進行拆解,有高頻需求和低頻需求,高頻由飛輪來承擔,低頻由化學電池系統承擔,充分發揮儲能各自的優勢,提高系統的安全性和經濟性,


我們可以把投資方、業主方、工程方結合起來,推動電網調頻的工作進展。


最后我做個結論,飛輪儲能電網調頻是目前電網調頻效率最高和最靈活的方式。具有優良的安全性、環保型及調頻性能,壽命長達20多年,具有較好的經濟性。隨著貝肯新能源有限公司對世界先進技術的收購,能夠快速實現國產化,可大大降低成本造價。


(以上內容北極星儲能網根據速記整理,未經本人審核)


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