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)已成為國內外研究熱點。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，根據(jù)其材質、性能特點和應用領域的不同，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，可使用戶獲得高質量的電能。盾石磁能科技公司擁有國際領先的高功率飛輪儲能技術，其產品GTR飛輪儲能系統(tǒng)廣泛應用于微電網(wǎng)電能質量調節(jié)等領域。

 

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

 

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

 

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

 

圖一   平抑光伏波動試驗

 

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

 

▲針對微電網(wǎng)內沖擊性負荷，通過GTR飛輪儲能瞬時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、響應速度快的特性，可有效調節(jié)微電網(wǎng)頻率波動。

 

圖二為飛輪調節(jié)微電網(wǎng)頻率波動示意圖，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)是由多種能源互補的形式組成，風能、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備來提高穩(wěn)定性，同時利用先進的管理技術和控制策略，提高微網(wǎng)電源的可調可控性，以增加微電網(wǎng)的友好性。

 

現(xiàn)有研究結果表明，GTR飛輪儲能系統(tǒng)具有響應速度快、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、儲能時間長的優(yōu)勢。根據(jù)各自儲能特點，功率型GTR飛輪儲能系統(tǒng)與蓄電池結合組成復合式儲能系統(tǒng)，可以最大限度地發(fā)揮各種儲能技術的優(yōu)勢，降低全壽命周期費用，提高系統(tǒng)經濟性。目前，這種“飛輪+蓄電池”的組合方案，愈發(fā)受到業(yè)內的青睞。

 

高功率飛輪儲能區(qū)別于傳統(tǒng)化學電池儲能的優(yōu)勢，已得到了國內外研究學者的廣泛關注。盾石磁能科技公司主打產品GTR飛輪儲能系統(tǒng)可良好平抑分布式能源并網(wǎng)運行過程中的瞬時功率波動，保證公共連接點的電能質量，延長蓄電池使用壽命，提高系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性，實現(xiàn)用戶的友好用能。在電力系統(tǒng)調頻、間歇式可再生能源發(fā)電、微電網(wǎng)并網(wǎng)等領域具有廣闊的應用前景。