“飛輪+鋰電混合儲能”新能源場站調頻併網試驗成功

經過兩年多的堅持與探索，“飛輪+鋰電混合儲能”模式在新能源場站調頻領域的應用取得實質性進展。

8月6日，由國網中國電力科學研究院主辦，國網山西省電力公司電力科學研究院承辦的“飛輪+鋰電混合儲能實現新能源場站調頻”技術討論會在山西省右玉縣召開。

會議現場

會議上，來自各級電科院、設計院、規劃院的領導、專家以及各發電集團科研機構、新能源電站代表的100餘名業內同仁齊聚一堂，共同就如何實現“飛輪+鋰電混合儲能新能源場站調頻”技術展開交流與討論。

該專案主要負責人，國網山西電科院新能源所所長郭強，在主題彙報中表示，“7月7日，1MW飛輪+4MW鋰電混合儲能調頻試驗在右玉縣老千山風電場圓滿成功”。該專案於2019年1月17日首次併網成功，2019年1月30日完成第一階段試驗，2020年6月30日第二階段併網成功，7月7日主要試驗完成。

這是國內首個“飛輪+鋰電混合儲能”專案在新能源場站調頻領域的成功應用，驗證了多種儲能裝置平抑風功率波動的可行性。

所謂“飛輪+鋰電混合儲能”方式是指由功率型飛輪儲能裝置與能量型鋰電池儲能裝置按一定比例組成的混合儲能系統，，在電網頻率頻繁擾動時，由飛輪儲能裝置承擔大部分出力，在飛輪儲能裝置不能滿足要求時，鋰電池儲能在功率或能量上進行補充。這樣可以最大限度減少鋰電裝置的動作次數，提高整體系統使用壽命，降低事故(著火、爆炸)機率。同時，還能實現雙細則下儲能裝置的經濟利用。

“通俗點理解就是，光用鋰電儲能應用於新能源場站調頻，頻繁充放電使鋰電池系統使用壽命過短，也容易發生安全事故，光用飛輪儲能成本高、易浪費，將二者結合起來，正好優勢互補，價效比最高。”郭強進一步分析稱，“我們的裝置容量配比並不是一拍腦袋決定的，而是根據風電場的額定功率和頻率波動範圍，透過計算風電功率期望平抑目標並運用一階濾波演算法對風電功率偏移量進行高低頻分解採用經過自適應混沌粒子群最佳化演算法得出的科學資料，並且儲能的配比和混合儲能中各自的佔比應該一場一案”。

此次會議，除了混合儲能實現新能源場站調頻技術情況的介紹與討論外，還包含實地探訪220千伏老千山風電場1MW飛輪+4MW鋰電混合儲能專案環節。

作為整個專案的亮點，兆瓦級飛輪系統成為與會嘉賓現場參觀的重點。根據老千山風電場工作人員介紹，飛輪系統採用瀋陽微控新能源技術有限公司的功率型磁懸浮儲能飛輪本體組成儲能飛輪陣列，構成1MW的飛輪儲能系統。該系統是國內首個完成入35kv電網併網試驗的兆瓦級飛輪儲能系統，也是首個利用飛輪儲能技術解決新能源一次調頻的應用。

經過會議討論與實地探訪，眾多與會人員紛紛表示，該示範工程實現了商業模式與應用技術雙創新。飛輪+鋰電混合儲能專案的成功併網，不僅對解決新能源一次調頻任務具有現實意義，也對整個儲能產業市場交易的多元化具有創新意義。不過，郭強也坦言，在實際併網執行後，該專案也可能存在一些未知的問題，但整個併網試驗成功足以證明多種儲能裝置平抑風功率波動的可行性。

未來，隨著輔助服務市場的不斷完善，以及儲能技術的不斷升級，這一創新模式將為儲能開啟更多的應用機會和價值收益，也將開啟混合儲能時代。