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廣皓天
4月4日14時(shí)28分，央視《新聞直播間》欄目以《我國(guó)首個(gè)飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目投運(yùn)》為題，報(bào)道了中國(guó)華電朔州熱電飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目投運(yùn)。
中國(guó)首個(gè)飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目
據(jù)悉，中國(guó)華電朔州熱電飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目是我國(guó)首個(gè)飛輪+鋰電池復(fù)合儲(chǔ)能火力發(fā)電聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目，位于山西省朔州市，總?cè)萘?MW，是一個(gè)由4臺(tái)全球單體容量最大、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛輪裝置和10組鋰電池組成的復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，與現(xiàn)有的2臺(tái)火電機(jī)組配合，可為新型電網(wǎng)有效提供大容量、高頻次的調(diào)頻服務(wù)。
項(xiàng)目飛輪裝置如圖，單個(gè)容量為500千瓦，主要利用真空磁懸浮條件下飛輪轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換。
報(bào)道中，針對(duì)該項(xiàng)目，中國(guó)華電朔州熱電項(xiàng)目負(fù)責(zé)人謝德清表示：“我們首次集合了飛輪電池充放電“快”和鋰電池“耐用”的優(yōu)勢(shì)，既擴(kuò)大了系統(tǒng)總?cè)萘?，又提高了電池的持久性，它的設(shè)計(jì)可充放電次數(shù)比純鋰電池系統(tǒng)高出2000倍，同生命周期內(nèi)可節(jié)省3批鋰電池組的更換費(fèi)用約2400萬(wàn)元。”
項(xiàng)目成功投運(yùn)的三大意義
飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻系統(tǒng)作為一種新興的機(jī)電儲(chǔ)存技術(shù)，相比傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能技術(shù)，具有零衰減、零燃爆、零維護(hù)和高效率、高倍率、高精準(zhǔn)的“三零三高”等特性優(yōu)點(diǎn)，可以平衡火電機(jī)組發(fā)電和電網(wǎng)需求用電之間的電量差，有效緩解機(jī)組損耗和能源消耗。
中國(guó)華電朔州熱電飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目的成功投運(yùn)，有三大重要意義：
第一，填補(bǔ)了我國(guó)飛輪與電化學(xué)復(fù)合儲(chǔ)能領(lǐng)域空白；
第二，飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻系統(tǒng)可以有效平衡火電機(jī)組發(fā)電和電網(wǎng)調(diào)度需求用電之間的電量差，項(xiàng)目投運(yùn)后，可以緩解機(jī)組損耗和能源消耗，每年預(yù)計(jì)可減少排放二氧化硫11噸、氮氧化物25.4噸、二氧化碳22萬(wàn)噸；
第三，該項(xiàng)目應(yīng)用屬于電力系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)頻領(lǐng)域的重大科技創(chuàng)新，進(jìn)一步拓寬了火電儲(chǔ)能技術(shù)升級(jí)和靈活性改造渠道，對(duì)助力“雙碳”目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要的示范意義。
什么是復(fù)合儲(chǔ)能？
復(fù)合儲(chǔ)能指各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)(如超級(jí)電容器儲(chǔ)能、飛輪及超導(dǎo)儲(chǔ)能、各類(lèi)先進(jìn)電池儲(chǔ)能等)相互協(xié)作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，整合為統(tǒng)一的儲(chǔ)能系統(tǒng)，從而滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)運(yùn)行需求的儲(chǔ)能技術(shù)。
目前，不同儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的方式主要有兩種，其一是電容疊加電池，比如超級(jí)電容器儲(chǔ)能+鋰離子電池儲(chǔ)能；其二是功率型儲(chǔ)能配合能量型儲(chǔ)能，這類(lèi)組合的代表是中國(guó)華電朔州熱電飛輪儲(chǔ)能復(fù)合調(diào)頻項(xiàng)目采用的飛輪儲(chǔ)能+鋰離子電池儲(chǔ)能。
鋰離子電池儲(chǔ)能，屬于能量型儲(chǔ)能，優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)能時(shí)間較長(zhǎng)、自損耗較低，缺點(diǎn)是循環(huán)使用壽命較短、響應(yīng)速率較慢，主要應(yīng)用于削峰填谷、負(fù)荷調(diào)控領(lǐng)域以及作為備用電源。
飛輪儲(chǔ)能，屬于功率型儲(chǔ)能，優(yōu)點(diǎn)是功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速率快等，具備短時(shí)大功率充放電的能力，且對(duì)充放電過(guò)程具備一定承受能力，主要應(yīng)用于配電網(wǎng)項(xiàng)目中發(fā)揮短時(shí)功率支持、能量緩沖及提升電網(wǎng)等作用。
復(fù)合儲(chǔ)能的三大技術(shù)發(fā)展方向
儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用時(shí)若能形成規(guī)模效應(yīng)，則能輔助提升發(fā)電、輸配電設(shè)備的利用效率，降低相關(guān)電源及電網(wǎng)建設(shè)投入，引領(lǐng)電力系統(tǒng)由傳統(tǒng)外延擴(kuò)張型轉(zhuǎn)變成內(nèi)涵增效型。
基于此此，復(fù)合儲(chǔ)能任重而道遠(yuǎn)，未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向有三個(gè)：
第一，儲(chǔ)能單元技術(shù)方向，單項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)越完善，相關(guān)的復(fù)合儲(chǔ)能技術(shù)功能越強(qiáng)大。
目前，市面上的各種儲(chǔ)能技術(shù)，或多或少都有制約其發(fā)展的問(wèn)題，比如超級(jí)電容器儲(chǔ)能、飛輪及超導(dǎo)儲(chǔ)能等，容量不夠大，很難用在大型電力系統(tǒng)內(nèi)；儲(chǔ)能鋰離子電池面對(duì)兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站多運(yùn)用場(chǎng)所的規(guī)劃與管控還有很大的完善空間。
第二，儲(chǔ)能調(diào)控技術(shù)，不同儲(chǔ)能技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的調(diào)控技術(shù)，是能否實(shí)現(xiàn)1+1>2的重要前提。
飛輪儲(chǔ)能和鋰離子電池儲(chǔ)能等不同儲(chǔ)能單元調(diào)控技術(shù)不同，需要完善復(fù)合儲(chǔ)能調(diào)控技術(shù)，促進(jìn)不同儲(chǔ)能單元之間實(shí)時(shí)通信，統(tǒng)籌掌控不同儲(chǔ)能單元電能信息情況，協(xié)調(diào)控制智能化調(diào)整過(guò)程，在配電網(wǎng)內(nèi)順利切換不同工作模式，提升配電網(wǎng)對(duì)能源的消納效果。
第三，優(yōu)化復(fù)合儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)特性，成本越低越好。
不同儲(chǔ)能技術(shù)市場(chǎng)化進(jìn)度不同，成本高低不一，如何選擇復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)，在保證最大效率的同時(shí)，盡可能降低成本是一個(gè)大問(wèn)題。
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