
由沈阳微控新能源技术有限公司携手国网辽宁电科院、辽宁大唐国际新能源有限公司、北京鸿普惠信息技术有限公司共同打造的首个风电场站飞轮一次调频及惯量响应项目顺利通过最终验收,各项性能指标均优于现行国家标准。鸿普惠与沈阳微控共同研发攻关,为风电-飞轮储能系统提供了先进的一次调频及惯量响应协调控制解决方案,实现飞轮储能系统与风力发电机组统一调控,为电网提供完善的一次调频及惯量响应支撑能力。
大唐国际阜新风电场隶属于辽宁大唐国际新能源有限公司,位于辽宁省阜新市阜蒙县旧庙镇后查台村,海拔高度在 245 至 389m 之间,多年平均风速6.26m/s,规划装机容量为450MW。本工程采用沈阳微控先进的飞轮储能系统与明阳MY1.5Se型双馈异步风力发电机组配套,经升压箱变升压后接入35kV,参与电网一次调频及惯量响应。
图1-飞轮储能系统集装箱及变压器
图2-飞轮储能阵列控制系统屏柜
图3-鸿普惠一次调频及惯量响应协调控制系统
电力系统暂态频率调节主要包括惯量响应及一次调频。
惯量响应主要应用于当电网频率变化率超过阈值时,为系统提供快速、短时的转动惯量支撑,防止级联事故的发生。惯量要求响应时间不大于500毫秒,持续功率支撑时间4-8秒。一次调频要求响应时间短(小于3秒)、持续时间短(国家标准考核持续时长为15秒)、充放电频次高(根据调频死区设置不同,每日几十次至数百次)。
在研发及试验过程中,通过对飞轮储能系统物理特性、控制特点及风力发电机组运行特性的持续研究、反复验证,形成最优的协调控制机制和策略,突破极短时限友好响应的关键技术。结果表明,本系统各响应时间参数不仅优于预期,并且输出功率曲线与理论曲线耦合精准、平滑,响应稳定可靠,可极大减少因一次调频和惯量响应对风电机组产生的影响,同时不需要长期预留有功备用容量,大大减少场站发电经济损失。以一次调频及惯量响应为主的电网频率暂态支撑方式具有短时功率大、响应时间要求高、持续时间短、充放电频次高等特性,属于典型的功率型应用场景,而飞轮储能是物理储能技术,利用高速旋转的飞轮将电能以动能形式储存,并实现电能与机械动能之间的相互转换,具备系统循环次数高、寿命长、充放电响应速度快、绿色环保等特点,作为新能源一次调频及惯量响应的暂态支撑配套系统具有十分明显的技术优势。
大唐阜新风电场飞轮储能系统供应商——沈阳微控新能源技术有限公司,掌握了全球领先的全磁悬浮轴承及控制技术、飞轮材料及工艺技术、高速电机技术、大功率电力电子变换、安全防护等核心技术,并实现规模化生产。沈阳微控新能源技术有限公司作为物理储能技术的创新者,致力于通过卓越的技术创新,改变能源存储及利用的方式。同时专注于相关技术在国内的再创新,研发更适用于国内应用场景的技术及解决方案,为用户创造更大的价值。北京鸿普惠与沈阳微控的合作发挥各自技术优势,抢占新技术制高点。
北京鸿普惠致力于源网荷储控制技术领域探索,打造新能源电站安全、稳定的并网控制系统。短短几年时间,自主研发的新能源快速频率响应系统就已在200多个新能源电站广泛应用,成为新能源该细分领域的佼佼者。公司始终坚持“创新推动发展、挑战迎接未来”的理念,不断研发新产品和解决方案。除飞轮储能协调控制系统外,同时尝试多种储能技术混合配置方案,以解决新能源调频、调压及调峰的需要。目前已研发出基于飞轮储能及电化学储能的相关EMS产品,不断为“构建以新能源为主体的新型电力系统”和实现“2030碳达峰、2060碳中和”目标贡献自己的专业力量。