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飛輪儲能技術(shù)突破并網(wǎng)難題 有效提高電網(wǎng)對新能源的接納

2010/3/1 11:38:13   電源在線網(wǎng)
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    目前,我國電力系統(tǒng)煤電比例較高,在部分地區(qū)又主要是調(diào)峰能力比較差的供熱機組,核電發(fā)展很快但不能參與調(diào)峰,水電、燃氣發(fā)電等調(diào)峰性能優(yōu)越的電源所占比例過低,導致現(xiàn)有電力系統(tǒng)接納新能源的能力很弱。我國能源資源所在地多遠離負荷地,不得不實施風電、光電的大規(guī)模集中開發(fā)并遠距離輸送,這進一步加大了電網(wǎng)運行和控制風險。隨著國內(nèi)新能源發(fā)電規(guī)模的快速擴大,電網(wǎng)與新能源的矛盾越來越突出。

    北京航空航天大學儀器科學與光電工程學院院長房建成教授介紹說,光伏發(fā)電、風力發(fā)電等綠色新能源在我國發(fā)展迅猛,但其自身所固有的隨機性、間歇性、不可控性的特點,使得可再生能源電廠不可能像其它傳統(tǒng)電源一樣制定和實施準確的發(fā)電計劃,將給電網(wǎng)的運行調(diào)度帶來巨大壓力;同時,可再生能源的大規(guī)模接入所帶來的局部電網(wǎng)無功電壓和頻率問題、電能質(zhì)量問題等等也不容忽視,會對電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運行帶來顯著影響。“飛輪儲能技術(shù)能夠提高電網(wǎng)對可再生能源的接納能力,現(xiàn)在全球至少有3000套基于飛輪儲能的大功率綠色電源安全運行了上千萬小時”,“目前,我國的飛輪儲能技術(shù)還停留在實驗室研究階段,與國外技術(shù)水平差距在10年以上,我們必須加倍努力。”

    在新型的儲能技術(shù)中,飛輪儲能具有諸多優(yōu)點:儲能密度大、效率高、成本低、壽命長、瞬時功率大、響應速度快、安全性能好、維護費用低、環(huán)境污染小、不受地理環(huán)境限制等,是目前最有發(fā)展前途的儲能技術(shù)之一。其原理是電能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)物體的機械能,然后進行能量存儲。在儲能階段,通過電動機拖動飛輪,使飛輪本體加速到一定的轉(zhuǎn)速,將電能轉(zhuǎn)化為機械能;在能量釋放階段,電動機作發(fā)電機運行,使飛輪減速,將機械能轉(zhuǎn)化為電能。在美國,10年前現(xiàn)代飛輪儲能電源商業(yè)化產(chǎn)品開始推廣,風險投資的大量介入,飛輪儲能技術(shù)獲得了成功應用。

    房建成教授說,飛輪儲能技術(shù)發(fā)展到一定程度后,能在很大程度上解決新能源發(fā)電的隨機性、波動性問題,可以實現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出,有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,使大規(guī)模風電和太陽能發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng),減少溫室氣體排放。

    2004年,北京航空航天大學在“863”項目的支持下研制成功國內(nèi)第一臺航天用外轉(zhuǎn)子磁懸浮儲能飛輪,2005年5月研制成功國內(nèi)第一臺內(nèi)轉(zhuǎn)子磁懸浮儲能飛輪。

    十幾年來,在國外嚴密技術(shù)封鎖的情況下,房建成教授帶領(lǐng)科研團隊堅持自主創(chuàng)新,突破了以混合磁懸浮軸承設(shè)計及控制和高速電機設(shè)計及驅(qū)動控制為核心技術(shù)的磁懸浮慣性執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)研究,主持完成的“衛(wèi)星新型姿控儲能兩用飛輪技術(shù)”項目獲2007年度國家技術(shù)發(fā)明一等獎,申請國家發(fā)明專利90項,已授權(quán)70項,擁有全部自主知識產(chǎn)權(quán)。■

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  來源:中國網(wǎng)
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