飞轮储能在电网调频中的工程应用.pptxVIP

飞轮储能在电网调频中的工程应用 ; 报告内容 ; u提高电能质量是电网的主要任务 l任何时刻， 发电供电负荷需保持平衡， 频率需保持一定值； l电网频率偏差～供应与需求间的不平衡 l频率偏差对用户设备 、 发电厂设备 、 经济及社会活动都将产生不 利影响。; u环境污染、 气候变化、 能源安全使得发展新能源成为 必然趋势； u随着大规模新能源比例的提高 ，系统惯量降低 ，系统频 率调节能力显著下降 ， 电网频率稳定性问题日益突出。 u电力系统不仅面临送出、 消纳和调峰的问题 ， 同时面临 着调频能力不足的挑战； u新能源电动汽车充电负荷也加重了电网的调节难度。 u急需优质的调频资源（储能） 参与电网 ，维持电网的 安全与稳定。; u调频市场需求大 u 目前： （1）水电、抽水蓄能等优质调频容量缺乏： 【2018年底, 水电装机达到总容量将达3.66亿千瓦， 占约 20% ，但受季节性影响； 抽水蓄能占总装机容量的1.6% ，存在着建设周期长 （6-7年），选址及成本疏导的问题。】 （2）供热、空冷机组等调频能力不足； （3）主要依靠火电机组实现电网调频，存在着：; 1）火电机组运行在额定出力附近正常运行时的效率最高，相应的煤耗最低。 2）火电机组运行在50%额定负荷时，煤耗是额定负荷时的1.09～1.16倍。 3） 当火电机组运行在50%负荷或以下时，影响环保设施的投入，SCR因温度低而停运。; （4）化学电池储能调频电站 u近1-2来 ， 国家密集出台了一系列调频辅助服务 政策 ， 山西、 内蒙、 广东及其它一些地区出现 了化学电池储能调频项目 ， 已建和在建项目近 30多个。 容量依然很小！ u经过一段时间运行 ，存在： 电池安全性问题； 国家政策的不确定及不连续问题； 市场运营模式的问题。; 3.1 飞轮储能原理及系统组成 u飞轮储能是一种物理储能方式，利用高速 旋转的飞轮将电能以动能形式储存起来。 ●充电模式：电机工作在电动机状态，驱动飞轮高 速旋转, 电能转换为动能储存 ●放电模式：电机工作在发电机状态，利用飞轮高 速旋转的惯性带动转子旋转，通过发电机将飞轮存储的 动能转换成电能输出 u飞轮储能系统的基本结构主要由 5 部分 组成：飞轮转子、支撑轴承、高速电机、双 向变流器 、真空室 。; 飞轮动能与质量成正比； 与速度平方成正比。 质量越大，转速越高，储能量越大 磁悬浮技术 真空技术 动平衡技术 冷却技术 控制技术; 3 飞轮储能电网调频技术 3.2飞轮储能电网调频优势 飞轮储能具有高频次瞬间精准放电的能力 （1）安全性好：没有燃烧和爆炸的风险，在电网应用中将其放置于地下； （2）环保性好：没有危险化学物的处理与回收问题； （3）寿命长：具有长达20多年的使用寿命； （4）深度充放电能力：几乎可达到100%的充放电能力； （5）充放电次数大：可以达到100万次的充放电次数； （6）调频性能高：当需要时，只需数毫秒就能达到精确的放电要求； （7）宽温域：运行温度范围宽，无需空气调节； （8） 成本低：全生命周期运行成本低。;; u 物理储能的固有特性，飞轮的安全性好;10年连续安全运行验证； u 化学电池的固有特性，存在高温起火和爆炸的风险，且随着运行时间的增 加，发生安全问题会变的更加突出； u 截至2019年2月，仅在韩国储能电站发生火灾就高达21起，其中2018年6-7 月韩国庆山、灵验两座ESS储能电站，损失惨重； u 美国夏威夷Kahuku岛30兆瓦风电场的15兆瓦电池储能电站，发生三次着火 引发火灾（2011年4月、2012年5月及8月）； u 我国也发生过不同程度的火灾。; 充、放电深度; 4： 飞轮储能电网调频工程应用项目 由美国Beacon Power：（ 1） 建于美国纽约州；（ 2）宾夕法尼亚州的两 个20MW飞轮储能独立调频电站; 4： 飞轮储能电网调频工程应用项目 由加拿大Temporal Power ， 2014年有投运项目 ，建于（ 1）加拿大多; 由加拿大Temporal Power 建于（2）安大略省圭尔夫设计容量5MW， 服务于当地电网调频； ; 4： 飞轮储能电网调频工程应用项目 由加拿大Temporal Power 建于（3）位于加勒比海阿鲁巴岛 ， 设计容 量为10MW飞轮储能项目 ，与可再生能源联合使用 ，提供全岛的电力供 应; 5： 贝肯新能源的技术优势 ● 华北电力大学先进飞轮储能研究 中心为贝肯新能源技术依托。 ● 贝肯新能源独家100%收购了加拿 大temporal power飞轮储能公司， 拥有世界先进飞轮储能技术 ，能够 实现加工制造国产化。 ● 拥有原Temporal Power 公司核 心