泓慧能源飞轮储能技术在微电网中的应用

能源资讯
发布日期
2020-03-26 16:53
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  近几年,我国非常重视微电网示范工程项目的开发和利用。2017年7月,为推进能源供给侧结构性改革,促进并规范微电网健康发展,国家发改委和国家能源局制定了《推进并网型微电网建设试行办法》,还在全国范围内下发了《关于新能源微电网示范项目名单的通知》,有28个新能源微电网示范项目获批。2018年8月《供电监管办法(修订征求意见稿)》明确提出供电企业不得拒绝或拖延接入增量配电网、微电网、分布式能源等符合国家规定条件的输配电措施。随着微电网技术的成熟,微电网示范工程的增多,微电网正逐步走向规模化发展。

  国际市场研究机构Markets and Markets日前发布的报告显示,2020年全球微电网市场规模将达到286亿美元。到2025年这一数据将增至474亿美元,期间年复合增长率为10.6%。

  二、微电网简述

  微电网(Micro-Grid)是指由分布式电源(DistributedGeneration,DG)、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。

  微电网运行模式主要分为并网运行和离网运行(也称孤岛运行),并网运行就是微电网与公用大电网相连,微网断路器闭合,与主网配电系统进行电能交换,分布式能源系统并网发电,储能系统可进行并网模式下的充电与放电操作,并网运行可通过控制装置转换到离网运行模式。离网运行也称孤岛运行,是指在电网故障或计划需要时,与主网配电系统断开,由分布式电源、储能装置和负荷构成的运行方式。并网运行主要集中在城市电网中,离网运行的微电网主要集中于海岛、偏僻地区以及山村等环境相对恶劣、用电不便的地区。

  三、飞轮储能在微电网的应用

  微电网接近用户侧,具有灵活高效的特点,促进了分布式电源与可再生能源的大规模接入。分布式电源主要有小水电、风力发电、光伏发电以及生物发电几种类型。这些电源普遍受外界环境因素诸如季节、气候、风力、光照等影响,所发出的电能具有随机性、不稳定性等特性,这就会导致微电网自身的稳定性较差,当和主网并网运行时,由于主网的容量十分巨大,影响可以忽略,但是当微电网离网运行时,微电网分布式电源功率随着环境变化而变化,无法为负荷提供稳定输出。

  飞轮储能系统应用在微电网中,特别是微电网孤岛运行时,能够很好的平抑分布式能源的波动,稳定输出,提高电能的质量。

泓慧能源飞轮储能技术在微电网中的应用

微电网组网示意图

  四、飞轮储能在微电网中的作用

  1、提高分布式电源的稳定性

  飞轮储能系统应用于微电网中,通过能量管理系统(EMS),实现主网、分布式电源和储能系统之间的协同控制,从而平稳分布式能源的波动。

  2、改善输出电能的质量

  微电网无论是并网运行还是离网运行时,电能质量必须符合国家相关标准,电流谐波畸变率、电压不对称度、电压闪降和波动,电压、频率偏差以及无功补偿等都需要达到相应值。飞轮储能系统的应用,通过双向变流器PCS的控制,电压频率的在线监测,向微电网输出有功、无功补偿,储能系统中的电抗装置协同PCS对微电网电能进行有源滤波,同时电压暂降可以由飞轮系统瞬时出力保证电能的高稳定可靠输出。

  3、微电网调频、抵抗冲击负荷

  当微电网孤岛运行时,由于自身容量较小,备用功率不足,对于短时间的负荷突增突减无法在极短的时间内自适应,这就会导致电压、频率偏离出允许范围,导致用户设备无法正常运行,甚至整个微电网系统宕机坍塌。飞轮储能设备由于具有瞬时放电的特性,可以在负荷突增或者供电电源出现故障时,瞬时放电直至负荷正常或者备用发电设备正常带载,在负荷突减的时候吸收微电网多余的能力,保证发电设备平滑减载。飞轮储能设备的瞬时充放,保障了发电端和输出端的用电平衡,对电网的电压、频率起到了很好的改善效果。

  飞轮储能应用于微电网系统相对于传统的电池储能而言,由于飞轮本身使用寿命长、工作温度范围宽、维护简单的特性,在使用寿命周期内,省去了蓄电池3~5年更换、保持恒温恒湿的工作环境、日常维护的繁琐程序和成本。飞轮的瞬时大功率充放电在孤岛运行模式下,结合燃气(油)机发电,能够提高电网的带载能力,解决了燃气(油)机带载柔、需逐步加载的问题,同时飞轮储能设备可将热备用功率转为冷备用状态,节约了燃料消耗。

  经典案例

  2019年12月12日,由西安宝美工业有限公司和北京泓慧国际能源技术发展有限公司自主开发设计的“基于飞轮储能技术的电动钻机智能微电网系统”顺利通过由中石油、中石化、中海油在北京联合组织的科技成果鉴定。

泓慧能源飞轮储能技术在微电网中的应用

  鉴定委员会由包括工程院院士在内的来自全国石油系统的十名权威专家学者组成,按照科技成果鉴定程序,专家们严格审查了“基于飞轮储能技术的电动钻机智能微电网系统”项目的技术报告、查新报告、客户评价等资料,经质询和讨论,鉴定委员会对“基于飞轮储能技术的电动钻机智能微电网系统”技术鉴定结果为“整体水平先进并具有运行安全、稳定可靠、技术经济、绿色环保、指标合理等优点,整体技术达到国际先进水平”。

  鉴定委员会认为,项目推广应用前景良好,对石油行业技术进步具有促进和示范作用。

  “基于飞轮储能技术的电动钻机智能微电网系统”顺利通过科技成果鉴定,达到国际先进水平,标志着公司在技术研发和产品升级中迈出了一大步。秉承“旋转创造未来”的理念,泓慧人将继往开来,攀登飞轮储能技术的新高峰。

  公司介绍

  北京泓慧国际能源技术发展有限公司由国家技术发明一等奖团队成员领衔,泓慧能源经过国内顶尖技术团队多年的潜心研究和不懈努力,成功开发出了具有完全自主知识产权的大功率磁悬浮飞轮储能技术和产品,应用于民用领域,并实现了磁悬浮飞轮的大规模商业化制造,且致力于以此技术为核心为不同领域的客户提供节能、储能和电能质量改善的全面解决方案。

  公司研发的HHE系列高性能储能飞轮产品,可广泛应用于轨道交通制动能回收利用、UPS毫秒级不间断电源、港口码头龙门起重机节能延寿,以及微电网、人防工程、风力太阳能储能电站等领域。

  除直接供应飞轮产品外,泓慧能源利用自身技术、资金和管理优势,针对客户行业特点和需求,提供综合性的合同能源管理、节能改造、清洁能源开发等全方位体系解决方案和衍生服务。

  由于飞轮储能设备从制造、运行到回收生命周期的环保友好性,以及高效的回收能量、真正的不间断和长寿命等特性,泓慧能源将引领未来储能应用的战略方向为目标,成为受国际同行尊敬的节能环保企业为目的,和业内人士一起努力,致力于将大功率磁悬浮飞轮储能技术推广应用在更多行业。

责编:陈佳佳
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