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飞轮储能到了爆发前夜

日期:2022-08-02    来源:中国能源报  作者:苏南

国际储能网

2022
08/02
16:19
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关键词: 飞轮储能 储能产业 飞轮储能系统

编者按  近日,三峡乌兰察布“源网荷储”技术研发试验基地一批科研成果投运,尤其是“适用于新能源电站惯量和调频支撑的兆瓦级飞轮储能系统”的研制,使处于示范应用前期阶段的飞轮储能引发关注。目前,我国飞轮储能自主研发技术应用如何?何时能迎来飞轮储能大规模商用?围绕上述问题,记者专访了沈阳微控新能源技术有限公司(以下简称“沈阳微控”)副总裁陈烨。

促进探索储能多元发展

记者:前不久,国家能源局公布了2021年度能源领域首台(套)重大技术装备项目名单,包括75个技术装备项目,其中储能领域涉及8个技术装备项目,沈阳微控有两个入选,目前,两个项目运行情况如何?

陈烨:在此次的首台(套)重大装备名单中,微控与三峡集团、中核集团共同研制的“适用于新能源电站惯量和调频支撑的兆瓦级飞轮储能系统”入选,依托项目为龙源电力山西右玉老千山风电场一次调频项目以及三峡新能源乌兰察布新型储能技术验证平台项目。其中,老千山项目已于2020年6月完成并网验收,乌兰察布项目正在配合业主方进行各类储能技术实证。

记者:这两个项目对我国储能领域的技术提升有什么意义?

陈烨:该系统是此次首台(套)项目清单中唯一应用于新能源调频的重大技术装备,这两个项目也是目前国内唯一完成35kV并网实验的兆瓦级飞轮储能项目、国内唯一飞轮与其他储能技术联合的混合储能调频项目。在构建以新能源为主体的新型电力系统背景下,对解决新能源一次调频/惯量响应等暂态频率主动支撑问题具有现实意义,为功率型+容量型混合储能技术大规模部署提供了理论基础和实际经验,对储能产业多元化发展具有借鉴作用。

记者:与化学储能相比,飞轮储能系统的特点有哪些?

陈烨:飞轮储能系统是一种物理储能装置,利用高速旋转体所具有的动能进行能量存储,通过控制飞轮转速实现电能与动能的转换。飞轮储能具有功率密度高,不受充放电次数的限制、绿色无污染等特点。与化学储能相比,飞轮储能的主要优势在于支持高频次充放电、使用寿命长、安全性高;劣势在于储电量低、度电成本高;功耗高。

尚不具备规模化生产能力

记者:目前,我国自主研发的飞轮储能技术及工程应用如何?瓶颈主要在哪里?

陈烨:我国自主研发飞轮储能技术已有几十年的历史,主要以各高校理论研究为主。目前国内有近十家飞轮储能厂商进行飞轮储能设备的研发,已经部署的工程应用还不多。飞轮储能设备是以精密制造为基础的、多学科融合的机电一体化设备,其主要的瓶颈在于高质量和稳定性的规模化生产能力,目前国内大部分飞轮产生技术/产品还处于样机试制阶段,离规模化生产仍有较大的距离。国内飞轮储能行业,整体还处于发展的早期阶段,绝大部分企业尚不具备规模化的生产能力,绝大部分产品还处于原型机或样机研制实验阶段。另外,飞轮储能是针对性比较强的技术,发挥其优势需要一些应用场景支撑。

飞轮储能原理看似简单,其实技术很复杂。发挥飞轮储能技术优势,是一件困难的事情,这也是国内企业这么多年还处于原型机样机调试阶段的原因。如果飞轮储能技术完全依靠自主研发,时间周期长。所以,沈阳微控选择并购美国公司,通过技术引进、消化、吸收、再创新路径,把欧美较为成熟的技术应用到国内市场,使国内飞轮储能产业实现弯道超车。

记者:我们了解到,今年初沈阳微控牵头编制完成了团体标准《飞轮储能系统电网接入测试规范》,编制这样一个标准的初衷是什么?对飞轮储能行业发展能起到哪些支撑?

陈烨:该标准的正式发布,规范了飞轮储能系统在电网中应用时的接入测试条件,填补了飞轮储能测试规范领域的标准空白。针对接入电网并网运行的飞轮储能系统,目前还没有相应的测试标准,导致在现场测试及验收时,负责入网检测的单位不知道该如何测试,也不知道达到什么标准才是合格的。缺少并网测试标准,对飞轮储能的推广应用非常不利:一方面可能因为不知道如何测试验收而影响飞轮储能系统并网;另一方面因为测试项目不全、测试方法不当导致系统存在隐患,即使可以并网运行,也可能影响电网的安全运行。

飞轮储能将迎“高光”时刻

记者:飞轮储能规模化应用尚需时日,您觉得我国飞轮储能前景如何?大体会在什么阶段大规模商用?

陈烨:在电力系统中飞轮储能最适合的场景是一次调频,该领域需求爆发始于去年。随着大规模新能源并网,整个电网频率的波动越来越大,迫切需要飞轮储能这种短时高频的储能技术支持。从今年开始,不管是资本,还是企业、用户,越来越关注飞轮储能,从某种角度来说,飞轮储能行业已经到了爆发的时间节点。

我们虽然已经部署兆瓦级的示范系统,但还缺乏已并网的规模化部署项目。今年底,将实现10兆瓦以上级别飞轮储能的规模化部署应用。

记者:沈阳微控未来研发方向是什么?

陈烨:飞轮储能技术是典型的短时高频储能技术,沈阳微控作为我国飞轮储能技术的龙头企业,未来的研发方向和计划首先是完成十兆瓦、乃至百兆瓦级别飞轮储能系统的规模化部署应用,验证飞轮储能技术应用于新型电力系统调频的价值,其次是持续进行产品迭代升级、产能扩充,以满足国内即将爆发的应用需求。沈阳微控承担了多项省部级重大科技项目,目标是研制更高转速、更高功率密度、更低损耗、更长寿命的高速磁悬浮飞轮系统,目前课题研究进展顺利,部分课题将于今年末结题。

飞轮储能除了在电力系统应用外,还有很多其他应用领域,比如,用在不间断电源保障、电能质量治理、国防、能量回收等很多领域。微控的核心技术是主动磁悬浮轴承和高速永磁电机等,围绕这些核心技术也将拓展其他的产品类型。


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