概述

寻求意向单位合作研发电力级磁悬浮储能飞轮及火储耦合控制系统

需求详情

1.技术需求本项目需求研制4MW/1MWh电力级双五自由度全磁悬浮储能飞轮，单体额定功率4MW，储电量1MWh，持续充放电时长15分钟，设计使用寿命25年，可实现充放电响应时间＜50ms,深度充放电寿命＞1000万次，20年以上的超长使用寿命。研发具有协同能量管理、 电网主动支撑的飞轮阵列技术，解决阵列内单机协调、电网与阵列的控制问题，解决并网技术问题。开发一套具有自主知识产权的火储耦合的控制系统及监控平台。2.行业代表性安徽省火电为主力电源，装机占比超过 65%，发电量占比超过 90%。根据近年安徽省能源局公布的电力数据，安徽省火电装机仍占全省装机的绝对主体。安徽经济高速增长带动电力需求增加，安徽电力供需趋紧，近年规划多火电项目建成投产。调频电源主要还是依靠火电机组，机组功率调节任务繁重。但火电机组长期承担繁重的调节任务，会引发发电机组设备磨损严重、超净排放目标难以实现等一系列负面影响，严重考验电力系统的安全可靠运行。同时根据《安徽省能源发展“十四五”规划》，安徽省大力推动能源低碳转型，新能源重点推进光伏发电及陆上风电，由于风光发电具有间歇性、随机性、和波动性等特点，会造成风光发电送出问题造成的弃风、弃光、弃水现象。研制适用于电力调频领域的MW级磁悬浮储能飞轮，可解决电力系统的连续多指令调频，具有一次调频、二次调频指令全覆盖的能力，是构建新型电力系统的关键环节，有助于对电厂的调频能力进行升级，提升电厂的调频速率、响应速度和调频精度，可提高电网运行稳定性，增强电网新能源接纳能力。从能源形势、储能技术现状及机组特点开展电力级磁悬浮飞轮储能及联合火电和新能源场站的调频技术与工程应用是非常必要的。3.需求合理性安徽华驰动能科技有限公司的公司战略是围绕国家“双碳”目标，产业绿色低碳转型需求和战略性新兴产业培育，围绕新能源有效消纳，火电灵活性提升，为新型电力系统安全和供电品质提供科技支撑，助力国能集团战略发展目标。通过核心技术自主研发和应用技术集成创新，在新型电力储能领域突破了关键核心技术，取得了标志性科技成果，为国家“双碳”目标建成具有全球竞争力的世界一流企业提供强大科技支撑。大功率电力级磁悬浮储能飞轮作为最好的调频手段，在调频性能、寿命、安全性、经济性等方面全面优于其他各类储能且已具有规模商业化案例，用户反馈良好，用户集团内其他电厂即将复购，市场爆发成长速度快。4.技术需求创新性飞轮储能技术装备以美国进口产品为主，占据飞轮行业绝大部分市场份额。国内研究和成果产业转化起步相对较晚，产品主要集中在秒级小容量系列，国内储能飞轮技术的发展和挑战将主要集中在单体MW级分钟大储电量核心关键技术和飞轮阵列系统集成控制方面，国内单体MW级磁悬浮飞轮在电力行业应用尚属空白，无法替代国外昂贵的同类储能飞轮产品。本项目通过4MW/1MWh电力级双五自由度全磁悬浮储能飞轮及其控制系统的研制，突破解决飞轮储能技术“卡脖子”的问题，替代国外昂贵的同类储能飞轮产品，填补我国储能飞轮技术领域的空白，实现MW级飞轮技术实际应用。【需求详情】1.研发出具有火电厂及新能源场站调频功能，为新型电力系统安全运行提供主动支撑的4MW/1MWh电力级双五自由度全磁悬浮飞轮。技术指标：单机额定功率4MW，单机额定储电量1000kWh，额定负荷输出时长15min，工作转速1600rpm~3200rpm，五自由度全磁悬浮轴承支承方式，飞轮转子重量不小于70t，充放电循环效率不低于87%，深度充放电循环寿命达到1000万次，设计寿命达到20年以上。2.针对电力系统新能源高比例渗透情况下的电源侧光火储耦合发电灵活性提升技术，开发一套具有自主知识产权的耦合控制系统。建成不同能源载体输入、输出、转换、储存的系统平台，实现不同能源形式的互联互补、有机贯通，达到不同特征能源流的融合效果。3.研究飞轮储能阵列功率控制方法，设计可以模态切换及单体故障下飞轮群组自治控制系统。4.研究储能飞轮技术总体需求分析与飞轮阵列应用技术。主要解决阵列内单机协调、电网与阵列的控制问题，解决并网技术问题。5.研发由厂级能源管理系）、储能EMS系统以及火电机组调频模块等组成的火储耦合控制系统。根据火电机组、各类储能参与一次调频及AGC调频的不同组合产生不同运行方式。6.在保障电力系统安全运行的前提下，结合相关政策和飞轮储能的技术优势，提高火电机组负载率，满足电网快速响应调度的需求，开发一套具有自主知识产权的火储耦合的控制系统及监控平台，形成一套灵活性可行的技术路线，可在集团、全国推广。辅助火电机组进行电力调频服务，减少火电机组提供电力辅助服务过程的碳排放水平，有助于电网实现高比例接入和大规模消纳新能源的目的，对推动高效清洁热电联产机组与大规模新能源协调发展具有重要意义；通过促进大规模可再生能源消纳实现电力行业绿色低碳发展，为电力系统低碳转型和高质量发展开拓一条重要途径；符合我国能源行业2030碳达峰、2060碳中和的发展要求，生态效益显著。