GTR飞轮储能系统——实现并网型微电网友好用能

 

针对并网型微电网“友好”特征的需求，目前飞轮储能系统已成为国内外研究热点。飞轮储能系统具有充放电速度快、工作效率高、使用寿命长、环保无污染等特点，根据其材质、性能特点和应用领域的不同，可分为“功率型飞轮”和“能量型飞轮”。功率型飞轮具有快速、频繁、大功率的特点，可使用户获得高质量的电能。盾石磁能科技公司拥有国际领先的高功率飞轮储能技术，其产品GTR飞轮储能系统广泛应用于微电网电能质量调节等领域。

 

GTR飞轮储能系统在并网型微电网中的应用特性：

 

▲由于微电网中风能、光伏等分布式能源的短时波动较为频繁，为了提高电网的友好性，可利用储能设备进行调节。GTR飞轮储能系统可实现1毫秒快速响应电网瞬时波动，5毫秒全功率响应，其千万次充放电的卓越性能可平滑短时频繁功率波动，大大延长蓄电池的使用寿命。

 

图一为某光伏微电网项目测试的微网功率曲线图，利用飞轮储能平抑光伏波动，横坐标为时间，纵坐标为功率，蓝色曲线为光伏输出点功率，橘红色曲线为加入飞轮之后并网点功率，可见加入飞轮储能之后的功率曲线更加平滑。

 

图一   平抑光伏波动试验

 

▲在微电网并离网状态切换过程中会产生瞬间较大的功率波动，依靠GTR飞轮储能系统的快速响应和瞬间大功率支撑能力，可实现并离网状态切换过程的平滑过度。

 

▲针对微电网内冲击性负荷，通过GTR飞轮储能瞬时大功率支撑可显著提高微网的抗冲击能力。

 

▲通过飞轮储能千万次充放电、响应速度快的特性，可有效调节微电网频率波动。

 

图二为飞轮调节微电网频率波动示意图，紫色曲线为加入飞轮储能之前微电网频率输出曲线，蓝色曲线为加入飞轮储能之后的微网输出频率，可见加入飞轮储能之后的微网频率更加平滑。

 

图二  飞轮储能调节微电网输出频率

 

GTR飞轮储能系统与蓄电池组合的优势特性:

 

一般来说,微电网是由多种能源互补的形式组成，风能、光能等新能源都具有不稳定性，而且由于微电网本身的特性，通过提高新能源发电的可预测性来提高友好性，难度较大，一般的解决方案是在微网中安装一定比例的储能设备来提高稳定性，同时利用先进的管理技术和控制策略，提高微网电源的可调可控性，以增加微电网的友好性。

 

现有研究结果表明，GTR飞轮储能系统具有响应速度快、储能效率高、功率密度大、循环寿命长的特性，而蓄电池类储能则具备能量密度高、自损耗小、储能时间长的优势。根据各自储能特点，功率型GTR飞轮储能系统与蓄电池结合组成复合式储能系统，可以最大限度地发挥各种储能技术的优势，降低全寿命周期费用，提高系统经济性。目前，这种“飞轮+蓄电池”的组合方案，愈发受到业内的青睐。

 

高功率飞轮储能区别于传统化学电池储能的优势，已得到了国内外研究学者的广泛关注。盾石磁能科技公司主打产品GTR飞轮储能系统可良好平抑分布式能源并网运行过程中的瞬时功率波动，保证公共连接点的电能质量，延长蓄电池使用寿命，提高系统稳定可靠性，实现用户的友好用能。在电力系统调频、间歇式可再生能源发电、微电网并网等领域具有广阔的应用前景。