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飞轮储能企业重点布局电力调频项目

日期:2022-05-27    来源:中国储能网  作者:博乐

国际储能网

2022
05/27
11:36
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关键词: 飞轮储能 储能项目 储能技术

飞轮储能作为一种绿色环保、安全高效的新型储能技术,在电力系统具有很 多应用场景,主要体现在飞轮储能系统可以为新型电力系统提供惯量及快速调频支撑,保障新能源大比例接入后的电网安全,助力“双碳”目标实现。

飞轮储能系统与化学电池储能系统相比,具有绿色环保、长寿命、高功率、 快充放、易部署、维护成本低等优点,可应用于调频、分布式发电及微网、可再 生能源并网、数据中心 UPS 电源保障、轨道交通节能稳压、电压暂降治理等场景。 其中,调频是飞轮储能系统在电网中最主要的应用领域。

飞轮储能优点:

1、瞬时大功率:快速充放电、毫秒级响应速度、放电倍率高;

2、使用寿命长:经过飞轮转子严格探伤的储能飞轮充放电循环超百万次,且全生命期无衰减,不受高频次深度充放电的影响,设计寿命超过 20 年;

3、工作范围宽:对环境温度没有严格要求,地域适应性强;

4、能量转换效率高:电能动能之间的转换效率高于 98%,储能系统综合效率 约 92%以上;

5、低维护:磁悬浮飞轮无机械磨损,系统可连续运行时间长;

6、可精确测量和控制:飞轮储能可精确测量转子转速从 而精确推算出“剩余电量”,实现精确控制;

7、安全可靠无污染:飞轮储能作为物理储能技术,无化学物质释放, 无化学爆炸等安全隐患,从生产到应用的整个环节对环境友好;

8、大规模制造成本下降空间大:飞轮产业尚处于发展初期,未来大规模制造后成本下降空间大;

从上述特点来看,飞轮储能最适合高功率、短时间放电或频繁充放电的储能 需求,是短时高频储能技术的代表。

飞轮储能缺点:

1、能量密度低,度电成本高;

2.、功耗高,自放电率大,如停止供电,能量在几到几十个小时内就会自行耗尽。

3、目前主要适合于一些细分市场,如负荷跟踪、系统调频、惯量支撑、机械能回收、高品质不间断电源等。

目前,飞轮储能技术在中国、德国、日本、加拿大、美国等国家已作为先进 技术推广应用。通过国内外事实项目案例证明,在电力调频等领域,飞轮储能较 传统储能拥有充放电更快、寿命更长等优势,在效益回收以及可持续性上真正做 到质优价廉。

技术上,国外主要采用第三代飞轮储能技术,其特点是采用磁悬浮轴承,飞轮转速更高、功耗更低;国内飞轮储能技术研发及应用方面相比国外比较滞后,究其原因主要缺乏应用场景和研发投入,以及对技术的认知过程,许多成果还有待验证,欠缺规模化生产能力。

应用上,一些优质飞轮厂商已将国外技术引进到国内,如沈阳微控并购美国 VYCON公司,实现了全球领先的高速磁悬浮飞轮技术的国产化,盾石磁能、天津贝肯也引入了国外技术。这些成熟的飞轮储能技术一经推出就迅速打开国内市场,并且 已经在多个场景中应用。如:2022 年北京冬奥会期间,沈阳微控磁悬浮飞轮设备就用于 开幕式及速滑馆应急电源保障。

5 月 7 日,在国家能源局公布的“2021 年度能源领域首台(套)重大技术装 备(项目)”名单中,沈阳微控联合三峡集团、中核汇能、核理化院,依托“山西右玉老千山风电场一次调频示范项目/三峡新能源乌兰察布新型储能技术验证平台”项目共同研制的“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”技术装备(项目)成功入选,是储能技术在新能源惯量响应及调频领域唯一一项入选的重大技术装备(项目)。

据统计,国内已知的飞轮储能企业20 家,沈阳微控、华驰动能、罗特尼克、 上海中以、奇峰聚能、泓慧能源、贝肯新能源、坎德拉新能源在储能调频领域都 在加紧布局,技术不断迭代升级,市场竞争也在加剧。而其他厂商主要侧重于轨 道交通、UPS 电源等领域。

国内飞轮储能企业列表

数据来源:中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心

去年以来,国家发展改革委、国家能源局联合发布《关于加快推动新型储能 发展的指导意见》与《“十四五”新型储能发展实施方案》两份文件中分别提出, 开展不同技术路线分类试点示范。飞轮储能等新型储能技术试点示范项目和规模 化应用是其中重点建设内容之一。

据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心不完全统 计,2-5 月飞轮储能项目 18 个(已列表),其中调频项目 14 个,UPS 项目 4个,轨道交通项目 1 个。

2022 年 2-5 月(部分)飞轮储能项目进展

数据来源:中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心

从上述列表中不难看出,飞轮储能企业重点“扎堆”电力调频项目。

在电力系统运行过程中,需要通过转动惯量、一次调频、二次调频等技术手段实时调节电网中并网主体的有功出力,实现对电网频率及联络线功率的控制,从而保障电网频率安全。储能系统能够快速、准确的控制功率输出,非常符合电网调频的需求。在较完善的电力市场中,调频辅助服务市场是电能量市场以外的 独立市场,由于电力系统调频功能的特殊性,其市场设计也自成体系。调频辅助服务市场的设计核心目标是在保证系统频率控制满足标准的前提下,最小化系统整体调频成本。

目前来看,飞轮储能技术优势相对突出,是一种能够有效通过电网级功率型 应用验证的技术手段。飞轮储能作为一种物理储能,具有安全性高、可靠性强, 同时功率密度大、体积小,还可减少占地面积,可用于电源侧、电网侧等调频领 域,未来在新能源并网及电力辅助服务等领域都将发挥关键性作用。


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