針對并網型微電網“友好”特征的需求，目前飛輪儲能系統已成為國內外研究熱點。飛輪儲能系統具有充放電速度快、工作效率高、使用壽命長、環保無污染等特點，根據其材質、性能特點和應用領域的不同，可分為“功率型飛輪”和“能量型飛輪”。功率型飛輪具有快速、頻繁、大功率的特點，可使用戶獲得高質量的電能。盾石磁能科技公司擁有國際領先的高功率飛輪儲能技術，其產品GTR飛輪儲能系統廣泛應用于微電網電能質量調節等領域。

 

GTR飛輪儲能系統在并網型微電網中的應用特性：

 

▲由于微電網中風能、光伏等分布式能源的短時波動較為頻繁，為了提高電網的友好性，可利用儲能設備進行調節。GTR飛輪儲能系統可實現1毫秒快速響應電網瞬時波動，5毫秒全功率響應，其千萬次充放電的卓越性能可平滑短時頻繁功率波動，大大延長蓄電池的使用壽命。

 

圖一為某光伏微電網項目測試的微網功率曲線圖，利用飛輪儲能平抑光伏波動，橫坐標為時間，縱坐標為功率，藍色曲線為光伏輸出點功率，橘紅色曲線為加入飛輪之后并網點功率，可見加入飛輪儲能之后的功率曲線更加平滑。

 

圖一   平抑光伏波動試驗

 

▲在微電網并離網狀態切換過程中會產生瞬間較大的功率波動，依靠GTR飛輪儲能系統的快速響應和瞬間大功率支撐能力，可實現并離網狀態切換過程的平滑過度。

 

▲針對微電網內沖擊性負荷，通過GTR飛輪儲能瞬時大功率支撐可顯著提高微網的抗沖擊能力。

 

▲通過飛輪儲能千萬次充放電、響應速度快的特性，可有效調節微電網頻率波動。

 

圖二為飛輪調節微電網頻率波動示意圖，紫色曲線為加入飛輪儲能之前微電網頻率輸出曲線，藍色曲線為加入飛輪儲能之后的微網輸出頻率，可見加入飛輪儲能之后的微網頻率更加平滑。

 

圖二  飛輪儲能調節微電網輸出頻率

 

GTR飛輪儲能系統與蓄電池組合的優勢特性:

 

一般來說,微電網是由多種能源互補的形式組成，風能、光能等新能源都具有不穩定性，而且由于微電網本身的特性，通過提高新能源發電的可預測性來提高友好性，難度較大，一般的解決方案是在微網中安裝一定比例的儲能設備來提高穩定性，同時利用先進的管理技術和控制策略，提高微網電源的可調可控性，以增加微電網的友好性。

 

現有研究結果表明，GTR飛輪儲能系統具有響應速度快、儲能效率高、功率密度大、循環壽命長的特性，而蓄電池類儲能則具備能量密度高、自損耗小、儲能時間長的優勢。根據各自儲能特點，功率型GTR飛輪儲能系統與蓄電池結合組成復合式儲能系統，可以最大限度地發揮各種儲能技術的優勢，降低全壽命周期費用，提高系統經濟性。目前，這種“飛輪+蓄電池”的組合方案，愈發受到業內的青睞。

 

高功率飛輪儲能區別于傳統化學電池儲能的優勢，已得到了國內外研究學者的廣泛關注。盾石磁能科技公司主打產品GTR飛輪儲能系統可良好平抑分布式能源并網運行過程中的瞬時功率波動，保證公共連接點的電能質量，延長蓄電池使用壽命，提高系統穩定可靠性，實現用戶的友好用能。在電力系統調頻、間歇式可再生能源發電、微電網并網等領域具有廣闊的應用前景。