泓慧能源飛輪儲能系統和燃氣發電機優勢互補

2020-12-05 中國電力網

　　一、燃氣發電機介紹

　　燃氣發電機組主要應用於燃氣電站，使用天然氣作為燃料，管道輸送，一般用於大城市、家庭供電。燃氣發電機組包括燃氣機動力部分和發電機部分，相對柴油發電機組具有輸出功率範圍廣(幾十千瓦至幾萬千瓦)、啟動和運行可靠性高、發電品質好、重量輕、體積小、維護簡單等諸多優點。

　　二、燃氣發電機加載特性

　　燃氣發電機在獨立供電系統中，一步加載能力較差，在負荷加載過程中，一次加載容量不能超過燃氣發電機的一步加載能力，不然會造成電能質量差，嚴重情況會影響供電系統安全，造成機組保護停電。因此，如果在系統中存在衝擊性負荷的情況下，燃氣發電機組只能加大熱備機組數量以滿足衝擊性負荷的功率衝擊，雖然通過增加燃氣機組熱備數量能解決負荷功率衝擊的問題，但此方案不止增加了設備投資費用，在低帶載率情況下會造成燃料的大量浪費，且頻繁的功率衝擊會對設備壽命造成很大影響。

　　三、飛輪儲能系統介紹

　　磁懸浮飛輪儲能裝置是一套電能—動能—電能之間高效率轉換系統；該系統採用磁懸浮飛輪儲能技術，飛輪轉子在真空室內工作，在無風阻的環境下運行，這樣的設計結構減少了運行中的能量損耗、提高了飛輪的轉速。充電時，它相當於電動機，將電能轉換為動能，轉速高達每分鐘30000轉，作為能量進行存儲；放電時，它相當於發電機，利用轉速下降的慣性將動能轉化為電能對負載進行釋放。

　　飛輪系統構成

　　每個飛輪櫃是一個獨立的系統，採取了模塊化的設計，可以根據系統容量和功率要求多組並聯。飛輪櫃主要由飛輪本體、充放電功率單元、真空單元、水冷單元及監控系統構成。

飛輪機櫃效果圖

　　1.充放電功率模塊；2.功率模塊散熱風機；3.水冷系統；4.飛輪本體；5.機櫃散熱風機；6.電容模塊；7.飛輪櫃總開關；8.充放電接觸器；9.真空泵

飛輪本體機械結構圖

　　四、飛輪儲能系統的優勢及特點

　　功率密度大、快速充放電：泓慧能源擁有300kW/2kWh的飛輪成熟產品，意味著 「充放電倍率」可達150C，毫秒級響應速度；

　　使用壽命長：循環充放電次數可達上千萬次，理論壽命超過20年，並且儲能容量不會隨充放電次數的增加而衰減；

　　工作範圍寬：對環境溫度沒有嚴格要求，對飛輪本體無需建設空調機房；

　　能量轉換效率高：電能動能之間的轉換效率高於95%，儲能系統綜合效率約90%；

　　低損耗、低維護：磁懸浮和真空環境使機械損耗可以被忽略，飛輪本體無需維護，系統整體維護周期長；

　　可精確測量和控制：飛輪儲能可精確測量轉子轉速從而精確推算出「剩餘電量」，實現精確控制；

　　安全環保：飛輪儲能98%以上的材料都是鋼材，無化學物質釋放，無化學爆炸等安全隱患，從生產到應用的整個環節對環境友好；

　　大規模製造成本大幅下降：飛輪主要材質為鋼材，大規模製造後成本急劇下降，無限接近鋼材成本；

　　殘值高：「廢舊飛輪電池」可直接回收利用，回收工藝簡單，殘值高。

　　五、飛輪儲能系統和燃氣發電機優勢互補

　　（一）提高系統的可靠性

　　衝擊負載突然增加時，由於飛輪儲能系統具有瞬時大功率充放電特性，通過設計可以實現衝擊負載啟動時，瞬時大功率由飛輪全部帶載，然後通過時間延時，慢慢的遷移負載到燃氣機上。減少大負載衝擊對燃氣發電機的影響。

　　（二） 降低燃料費用

　　1、通過飛輪的補償作用可以將整體的發電機組工作在經濟油耗負載工況下工作，從而達到了最大範圍的燃料消耗節省；

　　2、飛輪通過吸收電機類旋轉往復類負載的制動能變成的電能，存儲到飛輪裡面，在需要的時候釋放可以達到節省燃料的作用；

　　3、通過飛輪極強的帶載能力、過度衝擊負荷減少發電機系統主備容量，減小發電機因為衝擊負荷而需要的熱備數量，節約初裝成本。

　　（三） 解決供電系統的電能質量問題

　　由於負載大功率衝擊過程中，發電系統組成的供電網絡，無法響應瞬態的有功和無功變化，供電系統電壓和頻率波動較大。供電質量會受到影響。通過安裝飛輪儲能系統，可以完美解決這個問題。

　　（四） 減少設備初期投資

　　由於飛輪儲能系統能夠完美的解決衝擊性負荷對燃氣發電機組造成的功率衝擊，因此發電機組就可以把原先應對衝擊負荷的熱備機組取消掉，這樣不僅可以節約燃料費用還可以降低設備的初期投資。

　　（五）降低運維成本

　　冗餘配置和負荷衝擊過大會造成消耗燃料增加且容易造成發電機組，跑、冒、滴、漏等嚴重問題，易出故障，維修量大。通過飛輪儲能系統解決負荷對系統造成的衝擊問題可以大大降低系統的運維費用，增加發電機組的壽命。

　　六、公司介紹

　　北京泓慧國際能源技術發展有限公司由國家技術發明一等獎團隊成員領銜，泓慧能源經過國內頂尖技術團隊多年的潛心研究和不懈努力，成功開發出了具有完全自主智慧財產權的大功率磁懸浮飛輪儲能技術和產品，應用於民用領域，並實現了磁懸浮飛輪的大規模商業化製造，且致力於以此技術為核心為不同領域的客戶提供節能、儲能和電能質量改善的全面解決方案。

　　公司研發的HHE系列高性能儲能飛輪產品，可廣泛應用於軌道交通制動能回收利用、UPS毫秒級不間斷電源、港口碼頭龍門起重機節能延壽，以及微電網、人防工程、風力太陽能儲能電站等領域。

　　除直接供應飛輪產品外，泓慧能源利用自身技術、資金和管理優勢，針對客戶行業特點和需求，提供綜合性的合同能源管理、節能改造、清潔能源開發等全方位體系解決方案和衍生服務。

　　由於飛輪儲能設備從製造、運行到回收生命周期的環保友好性，以及高效的回收能量、真正的不間斷和長壽命等特性，泓慧能源將引領未來儲能應用的戰略方向為目標，成為受國際同行尊敬的節能環保企業為目的，和業內人士一起努力，致力於將大功率磁懸浮飛輪儲能技術推廣應用在更多行業。

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