貝肯新能源張強(qiáng)：飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻性能是火電機(jī)組的27倍 沒(méi)有溫度方面的限制
貝肯新能源（天津）有限公司總經(jīng)理 張強(qiáng)
2019年5月18-20日，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲(chǔ)能?chē)?guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)”，北極星儲(chǔ)能網(wǎng)、電力頭條APP全程直播。貝肯新能源（天津）有限公司總經(jīng)理張強(qiáng)在論壇上做《飛輪儲(chǔ)能在電網(wǎng)調(diào)頻中的工程應(yīng)用》為題的演講。
以下為發(fā)言實(shí)錄：
貝肯新能源（天津）有限公司總經(jīng)理張強(qiáng)：下面跟大家探討一下飛輪儲(chǔ)能在電網(wǎng)調(diào)頻中的工程應(yīng)用。我的報(bào)告大概分為下面幾個(gè)部分，講一講電網(wǎng)調(diào)頻的必要性，技術(shù)現(xiàn)狀，調(diào)頻的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。
電網(wǎng)調(diào)頻的必要性提高電能質(zhì)量是電網(wǎng)的主要任務(wù)，電網(wǎng)用電和負(fù)荷要時(shí)刻保持均衡，頻率保持一定值，頻率發(fā)生偏差的時(shí)候說(shuō)明不平衡，不平衡會(huì)對(duì)發(fā)電設(shè)備，對(duì)人們生活方方面面產(chǎn)生不同的影響。
隨著環(huán)境變化，氣候變化的影響，新能源成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，我們國(guó)家在一八零幾年總的發(fā)電容量19億千瓦，其中新能源占到40%，風(fēng)電占了1.8億，太陽(yáng)能占1.7億，這個(gè)比例占40%。另外國(guó)家對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電對(duì)電網(wǎng)的調(diào)頻也有不同程度的應(yīng)該，因此要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)，加入到電網(wǎng)里面來(lái)，提高電網(wǎng)的連續(xù)性、穩(wěn)定性。
目前我們國(guó)家優(yōu)質(zhì)調(diào)頻資源比較貧乏，水電占的比例不高，只有20%，因?yàn)樗姷慕ㄔO(shè)受到計(jì)算的影響。另外處理系統(tǒng)這個(gè)比例更加小，這個(gè)比例只有1.6%，而且建設(shè)時(shí)間比較長(zhǎng)，受到選址和成本方面的影響，供熱、空冷機(jī)組等調(diào)頻能力不足。
我們國(guó)家現(xiàn)在調(diào)頻主要通過(guò)火電機(jī)組，但是存在調(diào)頻延遲，偏差的問(wèn)題，超調(diào)和欠調(diào)，調(diào)節(jié)反向問(wèn)題。另外增加機(jī)組的磨損和故障率，降低機(jī)組的壽命和性能。火電機(jī)組額定的時(shí)候效率最好，負(fù)荷降到50%以下，能耗會(huì)是原來(lái)能耗的1.09-1.16倍，這樣通過(guò)火電機(jī)組來(lái)調(diào)頻，就影響調(diào)頻的效率，另外從調(diào)節(jié)精度，調(diào)節(jié)性能方面來(lái)講也存在一系列的問(wèn)題。
另外這么幾年來(lái)我們國(guó)家出臺(tái)了一系列調(diào)頻輔助服務(wù)政策，出現(xiàn)了已經(jīng)在建和已經(jīng)建成的調(diào)頻機(jī)組，現(xiàn)在有30多個(gè)，但是這個(gè)容量相對(duì)整個(gè)電網(wǎng)容量來(lái)說(shuō)顯然還是比較小的，這些建站通過(guò)這么幾年的運(yùn)行存在一些問(wèn)題，重點(diǎn)表現(xiàn)在一個(gè)是安全性的問(wèn)題，另外國(guó)家的政策不連續(xù)，不確定的問(wèn)題，還有運(yùn)營(yíng)模式的問(wèn)題。今天只討論飛輪儲(chǔ)能，也許在這一方面能有所改善。
飛輪儲(chǔ)能用在電網(wǎng)上有什么優(yōu)勢(shì)？有以下幾個(gè)方面，首先飛輪儲(chǔ)能具有高頻次瞬間精準(zhǔn)放電的能力，這種能力很多，安全性比較好，沒(méi)有燃燒和爆炸的問(wèn)題，另外環(huán)境比較好，壽命比較長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)20多年的使用壽命，這個(gè)壽命跟發(fā)電機(jī)組的壽命基本一樣，從使用來(lái)講也是比較好的。另外它可以深度的充放電能力，充放電能力達(dá)到100%，而且性能比較高，當(dāng)需要的話在毫秒級(jí)就可以達(dá)到需求，調(diào)頻性能是火電機(jī)組的27倍，對(duì)于目前來(lái)講是比較好的，另外沒(méi)有溫度方面的限制。成本，我們從整個(gè)使用周期來(lái)看，下面我有一個(gè)比較，從整個(gè)生命周期來(lái)看運(yùn)行成本是比較好的。
這里面對(duì)于飛輪儲(chǔ)能主要特色在詳細(xì)做個(gè)比較，首先我們把20年作為一個(gè)生命周期，首先是能量衰減問(wèn)題，電池壽命是飛輪的大約20%，飛輪無(wú)衰減無(wú)需替換，全生命周期飛輪投資低。
還有安全性，飛輪有固有特性，國(guó)外有飛輪應(yīng)用連續(xù)十年的安全運(yùn)行見(jiàn)證。鋰電池存在高溫期貨和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，且隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，發(fā)生安全問(wèn)題會(huì)變得更加突出。截止2019年2月，僅在韓國(guó)儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)就高達(dá)21起。
飛輪儲(chǔ)能的特性做一個(gè)比較，這是國(guó)外一個(gè)著名的飛輪公司做的一個(gè)圖，放電深度從20-40%電池儲(chǔ)能壽命從10年降到2.25年，而對(duì)飛輪儲(chǔ)能影響不大，這樣就會(huì)得出對(duì)于同樣功率的裝機(jī)來(lái)講，對(duì)調(diào)頻來(lái)講，飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻性能是鋰電池儲(chǔ)能的2-4倍，通過(guò)這個(gè)表能夠得出這么一個(gè)結(jié)論。
現(xiàn)在目前我們?cè)谌澜绫容^大的飛輪調(diào)頻項(xiàng)目里面有兩個(gè)公司做了，一個(gè)貝肯公司，他有兩個(gè)建站，一個(gè)在美國(guó)的紐約州，一個(gè)在賓夕法尼亞，效果比較好。另一個(gè)做得比較大的是加拿大的Temporal Power，2014年有一個(gè)項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目連續(xù)五年。還有一個(gè)項(xiàng)目建在加拿大的安大略省，設(shè)計(jì)容量5MW，服務(wù)于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)調(diào)頻。還有一個(gè)項(xiàng)目在加勒比海阿魯巴島上面，設(shè)計(jì)容量為10MW飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目，與可再生能源聯(lián)合使用，提高整個(gè)島的電力。這是他們?cè)诠β适褂弥械膱D片，他主要還是為了提高安全性。
說(shuō)一下貝肯新能源的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，我們的技術(shù)依托是華北電力大學(xué)，另外在去年我們把加拿大的Temporal Power收購(gòu)了，它的技術(shù)參數(shù)現(xiàn)在額定功率有三規(guī)格的：100kW、250kW、500kW，全電能響應(yīng)時(shí)間小雨1秒，輸入電壓三相480Vac，輸出頻率50Hz-60Hz，運(yùn)行溫度負(fù)40度到50度，壽命大于20年。
飛輪應(yīng)用的方面很多，我們今天主要講的是它運(yùn)用在電網(wǎng)方面，我們目前主要在這么幾個(gè)方面，飛輪獨(dú)立調(diào)頻，和火電機(jī)組聯(lián)合，跟風(fēng)電、太陽(yáng)能聯(lián)合，最后和電池儲(chǔ)能聯(lián)合，我們把調(diào)頻進(jìn)行拆解，有高頻需求和低頻需求，高頻由飛輪來(lái)承擔(dān)，低頻由化學(xué)電池系統(tǒng)承擔(dān)，充分發(fā)揮儲(chǔ)能各自的優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，
我們可以把投資方、業(yè)主方、工程方結(jié)合起來(lái)，推動(dòng)電網(wǎng)調(diào)頻的工作進(jìn)展。
最后我做個(gè)結(jié)論，飛輪儲(chǔ)能電網(wǎng)調(diào)頻是目前電網(wǎng)調(diào)頻效率最高和最靈活的方式。具有優(yōu)良的安全性、環(huán)保型及調(diào)頻性能，壽命長(zhǎng)達(dá)20多年，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。隨著貝肯新能源有限公司對(duì)世界先進(jìn)技術(shù)的收購(gòu)，能夠快速實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，可大大降低成本造價(jià)。
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