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    盾石磁能李勝飛:軌道交通對于飛輪儲能來說是一個巨大市場

    發布日期:2020-08-26  來源:北極星儲能網

    核心提示:盾石磁能李勝飛:軌道交通對于飛輪儲能來說是一個巨大市場
     軌道交通對于飛輪儲能來說是一個巨大的市場。軌道交通特點發車密度高,其中消耗電能就是軌道交通面臨最大的問題,而且軌道交通牽引能量一般占電能消耗的50%左右,因此在這個領域里,節能潛力是非常巨大的。沒有一種儲能技術能是遍布天下的,將來的儲能市場和儲能應用肯定是多能融合,最主要是安全用能,提高能量的運用量,延長能使用壽命。
     
    ——盾石磁能飛輪事業部總經理李勝飛
     
    2020年8月26-28日,由中關村儲能產業技術聯盟、中國能源研究會儲能專委會、中國科學院工程熱物理研究所主辦的“第九屆儲能國際峰會暨展覽會”在北京召開。峰會主題聚焦“聚儲能十年之勢,創產業十四五新機”,同期舉辦儲能聯盟十年紀念論壇。北極星儲能網、北極星電力APP對本次峰會進行全程直播。
     
    在8月26日舉辦的“儲能創新論壇”上,盾石磁能科技有限責任公司飛輪事業部總經理李勝飛為我們分享了“飛輪儲能在城市軌道交通的應用”。
     
     
     
    盾石磁能飛輪事業部總經理李勝飛
     
    盾石磁能飛輪技術為什么叫GTR,因為它有幾個特點,功率高、響應快、長壽命、不衰減、多頻次充放電,響應就可以做到一毫秒響應,五毫秒達到全功率的響應,現在飛輪儲能技術壽命深度充放電可以達到一千萬次的級別,對應年限一般在25年以上。不衰減,化學電池包括電容一般會兩三年面臨容量的衰減,一般衰減到60%左右。飛輪儲能技術為什么不衰減?因為只要它的速度不變、質量不變就不會衰減,因為它的儲能量跟速度和質量有關系。充放電飛輪儲能技術每小時可以幾百次的充放電,電池肯定是做不到的。飛輪儲能一些典型的參數,現在國內國際上現在做飛輪儲能單機一般在幾十千萬到幾百千萬的水平,陣列組合基本可以做到,現在目前運行的調頻電站在30兆瓦,所以這里邊涉及的一些陣列控制技術。第二等級飛輪都是直流的,750伏和1100伏,主要針對電網和軌道交通開發和應用。充放電,高頻次響應飛輪一般充放電時間比較短,一般在十幾秒這種水平,有一些非常非常重的飛輪叫能量型飛輪,飛輪分能量型和功率型的,功率型就是十幾秒到30秒,能量型就是存個20度電,但是質量非常大,一般幾噸一個,這有特殊的應用場合,飛輪包括幾個系統都可以拆開安裝,非常適合緊湊的地方安裝,而且飛輪的功率密度是非常高的,同樣功率它的占比應該是所有儲能類的表現的應該是最優秀的一個。
     
    重點介紹一下飛輪在地鐵的應用情況,我們是跟北京地鐵一塊做的飛輪在地鐵的應用,這個項目是北京房山線替換原有制動再生電阻,整個項目實施過程中包括實驗驗證、全天掛網,現場測算數據可以節約15%到30%總牽引電能,同時能起到直流牽引網壓。飛輪儲能技術一般是免維護,不像電池兩三年需要更換,飛輪終身不需要更換,飛輪它就是個電機,電機里邊就是銅屑和硅鋼片,包括一些原材料,一般運行幾十年是沒有問題的,普通電機就可以運行十幾年,所以飛輪整體全生命周期很高。北京房山地鐵這個項目,前期我們也是經過一些數據調研,對整個線路運行狀況,時間間隔、發車密度進行了統計,現在北京房山線4分半、7分鐘、8分鐘占比超過80%,所以基于上述發車密度我們進行了系統化的仿真,這是在不同發車密度下仿真模型得出的牽引網電能的波形,主要是功率和能量的波形。這里邊最后統計在不同發車密度下是不一樣的,車的配合決定了網上有多少流動和多少流動和應用,我們跟北京地鐵共同研究,最終決定用一兆瓦飛輪儲能開展項目應用,對北京地鐵這種工況又進行了調整和優化,開發了一套能量管理單元,這個項目采用基于網壓控制策略,通過動態跟蹤功能學習,使飛輪與網壓配合更加默契。
     
    另外也跟大家分享一下地鐵的一些電網的特性,電網的波動是非常頻繁的,想用到電網進行功率和電壓的治理或者能量回收利用,必須具備這個能力,每小時就要需要幾百次充放電能力,所以這種特性儲能裝置或者技術手段才能適合沖擊非常強的軌道交通這個電網。
     
    我們這個項目經過了第三方的驗證,其中每小時的節能量是業主非常關心,第三方檢測的數據是平均每小時93.55度電,我們進行了一部分數據的統計,這一兆瓦每天基本上可以節約1500度電,平均節電率23%左右,另外飛輪應用之后我們也進行了大量數據采集和對比,應用前電壓波動在700伏到928伏,投入飛輪之后我們經過數據采集,波動數據750伏到900伏,穩壓效果是非常明顯的。這個項目也受到中國工程院院士顧國標到現場考察和指標,同時中科院院士華中科學大學教授陳士杰也做出了高度的評價,該技術在制動能量回收效果非常明顯,帶來了巨大的經濟效益,為節能減排綠色環保做出巨大貢獻。北京地鐵他們自己測算結果基本上跟我們是一致的,因為我們基礎數據是一樣的,可能就是每天節電量跟平峰期、高峰期、周六日和工作日有區別,所以節電率到1600到1800度不等,平均在1500度,往年穩定符合國家要求的水平。
     
    中央電視臺新聞頻道曾對這個項目進行過報道。
     
    飛輪儲能的前景這個行業也發布了相關政策和規劃,其中有十三五國家戰略新興產業規劃,能源革命2016到2030年完成一千兆瓦飛輪陣列單機,第三中國制造里邊也重點提出了支持飛輪示范包括研究應用,2019年國家發改委發布產業調整,重點提高城市軌道交通再生這一塊能量回饋、能量存儲列入鼓勵類,2019年中共中央發布交通強國建設綱要這塊,重點提出了一些推廣新能源環保型軌道交通裝備。飛輪應用前景,軌道交通現在每個地鐵都在爭相建設,現在全國運行已經超過6700公里,軌道交通的密度基本是一點幾公里到兩公里左右的地鐵站,市場潛力是多大?每個站基本上都具備1兆瓦到2兆瓦對飛輪安裝需求,所以這也是一個巨大的市場,而且中國還在建設更多的地鐵。軌道交通特點發車密度高,其中消耗電能就是軌道交通面臨最大的問題,而且軌道交通里邊牽引能量一般占電能消耗的50%左右,因此在這個領域里邊,節能潛力也是非常巨大的。沒有一種儲能技術能是遍布天下的,將來的儲能市場和儲能應用肯定是多能融合,最主要是安全用能,提高能量的運用量,延長能使用壽命,我們助力飛輪儲能技術,為軌道安全運營帶來新的動力,同時也為注入電網、高端制造業帶來一些新的可選的技術手段。
     

     
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