發(fā)展背景

在電力系統(tǒng)中，頻率質(zhì)量是電能質(zhì)量中的重要指標(biāo),頻率超出允許范圍會(huì)破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性,影響電網(wǎng)運(yùn)行安全，因此,頻率控制是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。隨著人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾日益凸顯，能源轉(zhuǎn)型的速度逐漸加快，越來(lái)越多的間歇式清潔能源大規(guī)模并網(wǎng),綠色電力能源的占比不斷提高，但與此同時(shí)，也給電網(wǎng)頻率控制帶來(lái)了新的難題,由于傳統(tǒng)調(diào)頻能力有限，已不能很好的滿足現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)頻的需求。在此背景下，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入人們的視野，并逐漸被人們所認(rèn)可。

性能對(duì)比

傳統(tǒng)調(diào)頻手段主要集中在火電機(jī)組及水電機(jī)組，對(duì)水電機(jī)組來(lái)說(shuō)，其調(diào)節(jié)特性較好，但水電機(jī)組的建設(shè)受地理位置的限制較大，其運(yùn)行方面又受豐水期和枯水期的影響，故而水電機(jī)組的調(diào)頻容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足；對(duì)于火電機(jī)組來(lái)說(shuō)，其調(diào)節(jié)速率有限，要想達(dá)到更好的調(diào)節(jié)效果，就必須有一定的旋轉(zhuǎn)備用容量且多臺(tái)機(jī)組同時(shí)參與調(diào)節(jié)，這樣一來(lái)，一方面火電機(jī)組無(wú)法工作在最經(jīng)濟(jì)的工況，煤耗增加；另一方面由于旋轉(zhuǎn)備用容量的增加，機(jī)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(chǔ)能，就可以彌補(bǔ)上面說(shuō)到的傳統(tǒng)調(diào)頻手段的不足，具體的優(yōu)勢(shì)如下：

功率密度大、快速充放電：泓慧能源具有300kW/2kWh的飛輪成熟產(chǎn)品，意味著充放電倍率可達(dá)150C，毫秒級(jí)響應(yīng)速度；

使用壽命長(zhǎng)：循環(huán)充放電次數(shù)可達(dá)上千萬(wàn)次，理論壽命超過(guò)20年，并且儲(chǔ)能容量不會(huì)隨充放電次數(shù)的增加而衰減；

工作范圍寬：對(duì)環(huán)境溫度沒(méi)有嚴(yán)格要求，對(duì)飛輪本體無(wú)需建設(shè)空調(diào)機(jī)房；

能量轉(zhuǎn)換效率高：電能動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換效率高于95%，儲(chǔ)能系統(tǒng)綜合效率約90%；

低損耗、低維護(hù)：磁懸浮和真空環(huán)境使機(jī)械損耗可以被忽略，飛輪本體無(wú)需維護(hù)，系統(tǒng)整體維護(hù)周期長(zhǎng)；

可精確測(cè)量和控制：飛輪儲(chǔ)能可精確測(cè)量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?gòu)亩_推算出剩余電量，實(shí)現(xiàn)精確控制；

安全環(huán)保：飛輪儲(chǔ)能98%以上的材料都是鋼材，無(wú)化學(xué)物質(zhì)釋放，無(wú)化學(xué)爆炸等安全隱患，從生產(chǎn)到應(yīng)用的整個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境友好；

大規(guī)模制造成本大幅下降：飛輪主要材質(zhì)為鋼材，大規(guī)模制造后成本急劇下降，無(wú)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(jiǎn)單，殘值高。

目前，電網(wǎng)調(diào)度中心下發(fā)的AGC調(diào)頻指令持續(xù)時(shí)間基本在10秒至10分鐘區(qū)間內(nèi)，而泓慧能源生產(chǎn)的250kW/45kWh飛輪產(chǎn)品，滿充滿放時(shí)間為10.8分鐘，完全覆蓋AGC調(diào)頻指令持續(xù)時(shí)間，儲(chǔ)能容量利用率高。由于飛輪儲(chǔ)能具有快速充放電、毫秒級(jí)響應(yīng)速度的特點(diǎn)，在調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間和調(diào)頻速率上，遠(yuǎn)優(yōu)于兩個(gè)細(xì)則中對(duì)火電機(jī)組及水電機(jī)組規(guī)定的指標(biāo)，故而調(diào)頻性能優(yōu)于現(xiàn)有的調(diào)頻手段。在電力系統(tǒng)中，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全要求很高，這就要求儲(chǔ)能系統(tǒng)自身無(wú)安全隱患，而飛輪儲(chǔ)能98%以上的材料都是鋼材，無(wú)化學(xué)物質(zhì)釋放，無(wú)化學(xué)爆炸等安全隱患，完全滿足電網(wǎng)運(yùn)行的安全要求。此外，飛輪儲(chǔ)能對(duì)外界環(huán)境溫度要求低，更方便于儲(chǔ)能系統(tǒng)在變電站的接入；由于飛輪本體無(wú)需維護(hù)，系統(tǒng)整體維護(hù)周期長(zhǎng)，節(jié)省了儲(chǔ)能系統(tǒng)后期的運(yùn)維成本，提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)性。