
由沈陽微控新能源技術有限公司攜手國網遼寧電科院、遼寧大唐國際新能源有限公司、北京鴻普惠信息技術有限公司共同打造的首個風電場站飛輪一次調頻及慣量響應項目順利通過最終驗收,各項性能指標均優于現行國家標準。鴻普惠與沈陽微控共同研發攻關,為風電-飛輪儲能系統提供了先進的一次調頻及慣量響應協調控制解決方案,實現飛輪儲能系統與風力發電機組統一調控,為電網提供完善的一次調頻及慣量響應支撐能力。
大唐國際阜新風電場隸屬于遼寧大唐國際新能源有限公司,位于遼寧省阜新市阜蒙縣舊廟鎮后查臺村,海拔高度在 245 至 389m 之間,多年平均風速6.26m/s,規劃裝機容量為450MW。本工程采用沈陽微控先進的飛輪儲能系統與明陽MY1.5Se型雙饋異步風力發電機組配套,經升壓箱變升壓后接入35kV,參與電網一次調頻及慣量響應。
圖1-飛輪儲能系統集裝箱及變壓器
圖2-飛輪儲能陣列控制系統屏柜
圖3-鴻普惠一次調頻及慣量響應協調控制系統
電力系統暫態頻率調節主要包括慣量響應及一次調頻。
慣量響應主要應用于當電網頻率變化率超過閾值時,為系統提供快速、短時的轉動慣量支撐,防止級聯事故的發生。慣量要求響應時間不大于500毫秒,持續功率支撐時間4-8秒。一次調頻要求響應時間短(小于3秒)、持續時間短(國家標準考核持續時長為15秒)、充放電頻次高(根據調頻死區設置不同,每日幾十次至數百次)。
在研發及試驗過程中,通過對飛輪儲能系統物理特性、控制特點及風力發電機組運行特性的持續研究、反復驗證,形成最優的協調控制機制和策略,突破極短時限友好響應的關鍵技術。結果表明,本系統各響應時間參數不僅優于預期,并且輸出功率曲線與理論曲線耦合精準、平滑,響應穩定可靠,可極大減少因一次調頻和慣量響應對風電機組產生的影響,同時不需要長期預留有功備用容量,大大減少場站發電經濟損失。以一次調頻及慣量響應為主的電網頻率暫態支撐方式具有短時功率大、響應時間要求高、持續時間短、充放電頻次高等特性,屬于典型的功率型應用場景,而飛輪儲能是物理儲能技術,利用高速旋轉的飛輪將電能以動能形式儲存,并實現電能與機械動能之間的相互轉換,具備系統循環次數高、壽命長、充放電響應速度快、綠色環保等特點,作為新能源一次調頻及慣量響應的暫態支撐配套系統具有十分明顯的技術優勢。
大唐阜新風電場飛輪儲能系統供應商——沈陽微控新能源技術有限公司,掌握了全球領先的全磁懸浮軸承及控制技術、飛輪材料及工藝技術、高速電機技術、大功率電力電子變換、安全防護等核心技術,并實現規模化生產。沈陽微控新能源技術有限公司作為物理儲能技術的創新者,致力于通過卓越的技術創新,改變能源存儲及利用的方式。同時專注于相關技術在國內的再創新,研發更適用于國內應用場景的技術及解決方案,為用戶創造更大的價值。北京鴻普惠與沈陽微控的合作發揮各自技術優勢,搶占新技術制高點。
北京鴻普惠致力于源網荷儲控制技術領域探索,打造新能源電站安全、穩定的并網控制系統。短短幾年時間,自主研發的新能源快速頻率響應系統就已在200多個新能源電站廣泛應用,成為新能源該細分領域的佼佼者。公司始終堅持“創新推動發展、挑戰迎接未來”的理念,不斷研發新產品和解決方案。除飛輪儲能協調控制系統外,同時嘗試多種儲能技術混合配置方案,以解決新能源調頻、調壓及調峰的需要。目前已研發出基于飛輪儲能及電化學儲能的相關EMS產品,不斷為“構建以新能源為主體的新型電力系統”和實現“2030碳達峰、2060碳中和”目標貢獻自己的專業力量。