新能源一次調頻改造案例-國家電投集團河南MW級先進飛輪儲能系統示范項目

項目概況：

  ·  項目位于國家電投河南平頂山葉縣長豐風電場，風電場裝機規模50MW。飛輪儲能系統裝機規模為5MW/175kWh，獨立為長豐風電場提供一次調頻服務。

  ·  項目順利通過河南省電力科學研究院一次調頻現場測試試驗，各項技術指標均滿足DL/T 1870-2018《電力系統網源協調技術規范》要求。

  ·  項目168h不間斷試運行圓滿成功，全部飛輪儲能系統運行穩定無故障，一次調頻功能正常。

項目方案：本項目選用1MW/35kWh一次調頻飛輪產品，額定功率充放電時長滿足風電場連續多個單向一次調頻指令。項目采用5臺1MW/35kWh飛輪儲能系統組成5MW/175kWh飛輪儲能系統陣列。其中，通過4臺1MW/35kWh飛輪儲能系統并聯接入2套2MW儲能升壓一體機，形成2套2MW飛輪陣列儲能系統；另外1臺1MW/35kWh飛輪儲能系統接入1套1MW儲能升壓一體機，形成1套1MW飛輪陣列儲能系統；3套飛輪陣列儲能系統并聯接入220kV變電站35kV母線上，經變電站主變升壓至220kV后接入電網。

5MW/175kWh飛輪陣列儲能系統電氣拓撲圖

新能源場站一次調頻電站通訊拓撲圖

項目意義：

  ·  項目投運后將創造全球新能源發電側功率最高裝機容量最大飛輪儲能項目、全國單體功率最大飛輪工程應用項目、國內首個新能源+全容量飛輪完成一次調頻改造工程項目、河南省首臺套飛輪儲能項目四項記錄。
  ·  飛輪投運后，可以滿足該風電場一次調頻改造要求，支撐新型電力系統建設，提高電網穩定性。

新聞報道：

獨立儲能電站案例-長治市潞城區100MW獨立儲能電站項目

項目概況：2024年1月中標飛輪本體及附屬設備供應商，項目規模100MW，位于山西省長治市潞城區，總投資4億元人民幣，參與一次調頻輔助服務市場，獲取一次調頻輔助服務收益。

項目配置：

· 項目投運后，將是全球最大的飛輪儲能電站，為山西電網提供一次調頻輔助服務，促進新能源消納；

一次調頻收益測算：

以山西市場為例，根據《山西電力一次調頻市場交易實施細則（試行）》，如采用兆瓦級磁懸浮飛輪產品建設一次調頻獨立儲能電站，參與一次調頻輔助服務市場，內部收益率(IRR)超過10%，經濟性優勢明顯。

山西一次調頻政策

新聞報道：

源網荷儲案例-內蒙古霍林河“源網荷儲用”創新示范項目

項目概況：霍林河循環經濟“源-網-荷-儲-用”多能互補項目是以國家電投內蒙古公司霍林郭勒市煤電鋁循環經濟產業集群為根基，在霍林郭勒市重點推進的創新示范應用項目。項目儲能部分，分別建設1MW/6MWh鐵-鉻液流電池儲能系統、1MW/2MWh液冷鋰電池儲能系統和1MW/0.2MWh飛輪儲能系統三套不同系統。飛輪儲能系統采用10套坎德拉100kW/20kWh飛輪組成飛輪儲能系統陣列，并于2021年12月交付運行，是2021年國內電力調頻領域裝機數量最多、裝機容量最大、裝機功率最高的飛輪儲能項目。

飛輪在該項目中主要承擔調頻和慣量支撐功能，一次調頻和慣量支撐指令任務由飛輪儲能系統單獨完成，二次調頻優先飛輪儲能系統承擔高頻次尖峰功率指令任務，化學電池系統承擔長時調頻調峰指令任務。

項目背景：源網荷儲一體化和多能互補發展是電力行業堅持系統觀念的內在要求，是實現電力系統高質量發展的客觀需要，是提升可再生能源開發消納水平和非化石能源消費比重的必然選擇，對于促進我國能源轉型和經濟社會發展具有重要意義。

2021年2月，發改委、能源局發布《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見》，文件提出要“優化配套儲能規模，充分發揮配套儲能調峰、調頻作用，最小化風光儲綜合發電成本，提升綜合競爭力”。

2021年11月，國家能源局綜合司發布《關于推進2021年度電力源網荷儲一體化和多能互補發展工作的通知》，提出“優先考慮含飛輪儲能等新型儲能示范的‘一體化’項目”。

在國家政策指引下，《內蒙古自治區現代能源經濟發展戰略規劃綱要》文件提出，將通遼市列為現代能源經濟示范市，同時在通遼市北部地區打造“源網荷儲”協同發展示范園區。

項目運行狀況：目前，項目已成功實現十套飛輪儲能系統在極端低溫環境下100kW滿功率和20kWh滿容量運行，飛輪陣列儲能系統充放電循環效率大于85%，SOC差距小于0.1%，達到穩定運行標準要求。

1）低溫環境下飛輪本體及控制系統穩定可靠

該項目場地年平均氣溫0.9℃，極端最低氣溫達-39.4℃，極端最高氣溫39.3℃，冬季干旱少雨并伴有沙塵天氣?？驳吕w輪儲能系統各模塊/部件在設計之初，就針對現場惡劣的自然環境條件進行了仿真試驗，并在出廠前經過長期低溫可靠性測試驗證。

在項目交付1年后，10套飛輪仍可無衰減的安全運行在-35℃環境下，實現100kW滿功率和20kWh滿容量運行的技術指標，充分驗證了飛輪儲能系統良好的溫度適應性。

飛輪滿功率運轉

飛輪滿容量運轉

 2）飛輪規?；嚵屑夹g得到驗證

項目采用10套100kW/20kWh飛輪陣列組合，是國內飛輪儲能系統首次十臺以上飛輪的大規模陣列工程化應用，坎德拉項目團隊制定了電網快速調頻的規?；w輪陣列儲能集群控制策略，創新應用了規模化飛輪陣列儲能系統的內部能量協調控制算法。項目成功實現了陣列協調控制策略在全速度范圍內的功率平衡分配控制，在不同工況下各臺飛輪的轉速均衡穩定，SOC差距小于0.1%，達到調節指令的精度要求。

飛輪陣列控制——SOC和轉速控制均衡度

針對項目現場運行數據分析，坎德拉交付的飛輪儲能設備在響應功率調節指令的精度、速度以及頻繁大功率充放電等性能方面，均達到項目的預期要求。

項目意義：項目對大規模飛輪儲能系統的工程化應用、并網運行、10臺以上飛輪的陣列協同控制以及應用于電力調頻的混合儲能系統控制策略等進行技術驗證。

項目對近-40℃的極端惡劣環境下的飛輪儲能技術進行了工程化驗證。

新聞報道：

光儲充放案例-湖州濱湖光儲充電站示范工程

項目概況：湖州濱湖光儲充電站示范工程是2019年度浙江省重點研發計劃項目內容之一，飛輪作為首臺首套引入該項目。該項目飛輪設備采用坎德拉新能源容量型飛輪，與鋰電池組成用戶側混合式儲能應用。

飛輪儲能系統于2021年11月交付運行，是飛輪儲能在國內超級充電樁輔助服務領域的首次應用。

項目背景：“光儲充放”一體化項目可降低傳統能源的使用，減少污染氣體排放，提高能源利用率，并實現長期可持續的經濟收益，得到國家政策大力支持。

2020年，國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃（2021－2035年）》，明確鼓勵“光儲充放”（分布式光伏發電—儲能系統—充放電）多功能綜合一體站建設。

2023年2月，工信部等八部門聯合發布《關于組織開展公共領域車輛全面電動化先行區試點工作》的通知。通知提出當前的重點任務之一是“加快智能有序充電、大功率充電、自動充電、快速換電等新型充換電技術應用，加快‘光儲充放’一體化試點應用”。

在國家政策的指引下，《浙江省能源發展“十三五”規劃》等地方政策積極跟進，光儲充放項目迎來良好發展機遇。

項目意義：首次針對飛輪儲能應用于超級充電樁輔助服務領域（充電站擴容/大功率充電/功率補償/應急電源等）進行了技術驗證。

未來飛輪儲能技術將可普遍應用于儲能市場480kW超級充電樁，實現10分鐘快速充電。

新聞報道：

源網荷儲案例-蘭州宏彬新能源“源網荷儲”混合儲能項目

項目概況：項目建有年產20萬噸負極材料及年產20萬噸石墨化材料生產線，配套建設500MW新能源發電項目，配套建設25MW/0.25MWh飛輪和25MW/50MWh鋰電池，實現調頻/調壓/調峰、沖擊性負荷平抑、平滑新能源發電輸出功率波動等功能，提高負荷用電質量，保障項目綠電消納。

坎德拉新能源負責提供以磁懸浮飛輪儲能技術為核心的儲能產品設備、混合儲能系統的總體方案設計與總體集成。

項目背景：2022年1月，國家發改委等部門印發《促進綠色消費實施方案》，要求“加強高耗能企業使用綠色電力的剛性約束，各地可根據實際情況制定高耗能企業電力消費中綠色電力最低占比”，各省市出臺政策規定高耗能企業電力消費中綠色電力占比成為趨勢。江蘇和貴州已經出臺相關政策要求到2025年高耗能企業電力消費中綠色電力占比不低于30%。《甘肅省“十四五”節能減排綜合工作方案》也對高耗能企業綠色用電作了相關規定。

項目意義：利用儲能技術提升大規模綠電消納，保障高耗能產業電力消費中綠電占比滿足政策考核。

項目采用自發自用、余電上網模式，項目投資回報有保障。

實現大規模鋰電、飛輪混合儲能系統工程化應用，實現混合儲能系統協同控制方案及策略優化。

按“源-網-荷-儲”系統集成的要求，高質量精準規劃和發展新能源及儲能，意義重大。