性能对比
传统调频手段主要集中在火电机组及水电机组,对水电机组来说,其调节特性较好,但水电机组的建设受地理位置的限制较大,其运行方面又受丰水期和枯水期的影响,故而水电机组的调频容量远远不足;对于火电机组来说,其调节速率有限,要想达到更好的调节效果,就必须有一定的旋转备用容量且多台机组同时参与调节,这样一来,一方面火电机组无法工作在最经济的工况,煤耗增加;另一方面由于旋转备用容量的增加,机组利用率下降,造成闲置资本增加,提高了电力企业的供电成本。而飞轮储能,就可以弥补上面说到的传统调频手段的不足,具体的优势如下:
功率密度大、快速充放电:300kW/2kWh的飞轮产品,意味着 “充放电倍率”可达150C,毫秒级响应速度;
使用寿命长:循环充放电次数可达上千万次,理论寿命超过20年,并且储能容量不会随充放电次数的增加而衰减;
工作范围宽:对环境温度没有严格要求,对飞轮本体无需建设空调机房;
能量转换效率高:电能动能之间的转换效率高于95%,储能系统综合效 率约90%;
低损耗、低维护:磁悬浮和真空环境使机械损耗可以被忽略,飞轮本体无需维护,系统整体维护周期长;
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;
安全环保:飞轮储能98%以上的材料都是钢材,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;
大规模制造成本大幅下降:飞轮主要材质为钢材,大规模制造后成本急 剧下降,无限接近钢材成本;
残值高:“废旧飞轮电池”可直接回收利用,回收工艺简单,残值高。
目前,电网调度中心下发的AGC调频指令持续时间基本在10秒至10分钟区间内,250kW/45kWh飞轮产品,满充满放时间为10.8分钟,完全覆盖AGC调频指令持续时间,储能容量利用率高。由于飞轮储能具有快速充放电、毫秒级响应速度的特点,在调频响应时间和调频速率上,远优于“两个细则”中对火电机组及水电机组规定的指标,故而调频性能优于现有的调频手段。在电力系统中,对电网运行的安全要求很高,这就要求储能系统自身无安全隐患,而飞轮储能98%以上的材料都是钢材,无化学物质释放,无化学爆炸等安全隐患,完全满足电网运行的安全要求。此外,飞轮储能对外界环境温度要求低,更方便于储能系统在变电站的接入;由于飞轮本体无需维护,系统整体维护周期长,节省了储能系统后期的运维成本,提高了储能系统的整体经济性。
价值体现:
有效提升大规模新能源消纳
光伏、风力等新能源发电波动性、间歇性及发电能力难以预测的特点给电网调控、安全控制及电网备用容量等诸多方面带来了不利的影响,极大的限制了新能源消纳能力和资源利用率。飞轮储能装置具有响应速度快、控制精准及调节范围可知等特点,可以有效的平抑新能源发电的波动性和间歇性,很好的解决了大规模新能源并网问题及消纳问题。
提供优质电网辅助服务
由于飞轮储能具有快速响应及控制精准等特点,所以其比常规电源系统具 有更好的调频特性。飞轮储能系统可以分散式布置,多点接入电网,集中式统一管理,接受调度指令,参与电网调频服务。目前,储能系统参与电网调频已经具备一定的研究基础和应用示范,并逐渐成为部分发达地区电网频率稳定控制的有效手段之一。此外,大规模飞轮储能系统还可以参与电网调峰、自动电压/无功控制(AVC)、提供备用等电网辅助服务,促进电网实现电网资源优化配置并保证电能质量。
保障电网安全运行
大规模的飞轮储能系统可实现毫秒级的响应,为电网的安全运行提供快速功率支援。一方面为电网提供快速有功支持,提高电网功角稳定水平,同时做为电网的备用电源,提高供电可靠性;另一方面为电网提供快速无功支持,提高电能质量,改善电网电压稳定水平。
延缓电网扩容改造
在接近满载的输配电系统中,如果由于负荷峰谷差逐渐加大,而无法满足短时的高峰时段负载,且高峰负荷过载容量不大时,则可以考虑在受端电网配置储能系统来解决,可以有效的延缓或者避免原有输配电系统的扩容改造。