針對并網(wǎng)型微電網(wǎng)“友好”特征的需求，目前飛輪儲能系統(tǒng)已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。飛輪儲能系統(tǒng)具有充放電速度快、工作效率高、使用壽命長、環(huán)保無污染等特點(diǎn)，根據(jù)其材質(zhì)、性能特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，可分為“功率型飛輪”和“能量型飛輪”。功率型飛輪具有快速、頻繁、大功率的特點(diǎn)，可使用戶獲得高質(zhì)量的電能。盾石磁能科技公司擁有國際領(lǐng)先的高功率飛輪儲能技術(shù)，其產(chǎn)品GTR飛輪儲能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于微電網(wǎng)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)等領(lǐng)域。

 

GTR飛輪儲能系統(tǒng)在并網(wǎng)型微電網(wǎng)中的應(yīng)用特性：

 

▲由于微電網(wǎng)中風(fēng)能、光伏等分布式能源的短時(shí)波動(dòng)較為頻繁，為了提高電網(wǎng)的友好性，可利用儲能設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。GTR飛輪儲能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)1毫秒快速響應(yīng)電網(wǎng)瞬時(shí)波動(dòng)，5毫秒全功率響應(yīng)，其千萬次充放電的卓越性能可平滑短時(shí)頻繁功率波動(dòng)，大大延長蓄電池的使用壽命。

 

圖一為某光伏微電網(wǎng)項(xiàng)目測試的微網(wǎng)功率曲線圖，利用飛輪儲能平抑光伏波動(dòng)，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為功率，藍(lán)色曲線為光伏輸出點(diǎn)功率，橘紅色曲線為加入飛輪之后并網(wǎng)點(diǎn)功率，可見加入飛輪儲能之后的功率曲線更加平滑。

 

圖一   平抑光伏波動(dòng)試驗(yàn)

 

▲在微電網(wǎng)并離網(wǎng)狀態(tài)切換過程中會產(chǎn)生瞬間較大的功率波動(dòng)，依靠GTR飛輪儲能系統(tǒng)的快速響應(yīng)和瞬間大功率支撐能力，可實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)狀態(tài)切換過程的平滑過度。

 

▲針對微電網(wǎng)內(nèi)沖擊性負(fù)荷，通過GTR飛輪儲能瞬時(shí)大功率支撐可顯著提高微網(wǎng)的抗沖擊能力。

 

▲通過飛輪儲能千萬次充放電、響應(yīng)速度快的特性，可有效調(diào)節(jié)微電網(wǎng)頻率波動(dòng)。

 

圖二為飛輪調(diào)節(jié)微電網(wǎng)頻率波動(dòng)示意圖，紫色曲線為加入飛輪儲能之前微電網(wǎng)頻率輸出曲線，藍(lán)色曲線為加入飛輪儲能之后的微網(wǎng)輸出頻率，可見加入飛輪儲能之后的微網(wǎng)頻率更加平滑。

 

圖二  飛輪儲能調(diào)節(jié)微電網(wǎng)輸出頻率

 

GTR飛輪儲能系統(tǒng)與蓄電池組合的優(yōu)勢特性:

 

一般來說,微電網(wǎng)是由多種能源互補(bǔ)的形式組成，風(fēng)能、光能等新能源都具有不穩(wěn)定性，而且由于微電網(wǎng)本身的特性，通過提高新能源發(fā)電的可預(yù)測性來提高友好性，難度較大，一般的解決方案是在微網(wǎng)中安裝一定比例的儲能設(shè)備來提高穩(wěn)定性，同時(shí)利用先進(jìn)的管理技術(shù)和控制策略，提高微網(wǎng)電源的可調(diào)可控性，以增加微電網(wǎng)的友好性。

 

現(xiàn)有研究結(jié)果表明，GTR飛輪儲能系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、儲能效率高、功率密度大、循環(huán)壽命長的特性，而蓄電池類儲能則具備能量密度高、自損耗小、儲能時(shí)間長的優(yōu)勢。根據(jù)各自儲能特點(diǎn)，功率型GTR飛輪儲能系統(tǒng)與蓄電池結(jié)合組成復(fù)合式儲能系統(tǒng)，可以最大限度地發(fā)揮各種儲能技術(shù)的優(yōu)勢，降低全壽命周期費(fèi)用，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。目前，這種“飛輪+蓄電池”的組合方案，愈發(fā)受到業(yè)內(nèi)的青睞。

 

高功率飛輪儲能區(qū)別于傳統(tǒng)化學(xué)電池儲能的優(yōu)勢，已得到了國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。盾石磁能科技公司主打產(chǎn)品GTR飛輪儲能系統(tǒng)可良好平抑分布式能源并網(wǎng)運(yùn)行過程中的瞬時(shí)功率波動(dòng)，保證公共連接點(diǎn)的電能質(zhì)量，延長蓄電池使用壽命，提高系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性，實(shí)現(xiàn)用戶的友好用能。在電力系統(tǒng)調(diào)頻、間歇式可再生能源發(fā)電、微電網(wǎng)并網(wǎng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。