在金风科技二期的一栋办公楼的一层,为这个项目的储能、监控等系统安排了430 平方米的面积,其中就包括锂电池室和钒液流室,里面的设备主要用于能量储能。
目前,锂电池技术已相当成熟,价格也比较低,但由于金风微网所采用的锂电池是由单个电池通过串并联而成的“成堆”系统,对供应商的技术能力也提出了不小的挑战。
与锂电池相比,钒液流则更像是一种新型储能技术,而且最近“很火”。
在钒液流室中记者可以看到,4 个被放置在地上的大罐占据了房间的一半面积,一些管道与泵相连,通向一台高大的设施——电堆。
罐子里的液体是能量的存储体——钒的溶液,该设备的原理是通过钒离子的价态变化来实现电子的吸收或释放。要想增加电池的容量,也
就是放电时间,可以直接增加钒溶液。在这个过程中,钒溶液可以循环使用,而设备的输出功率则是由电堆的能力所决定的。
据谷延辉介绍,金风微网项目的钒液流电池功率为200 千瓦,能在该功率条件下释放4个小时的电力。这样算来,它就相当于一个能够存储800 千瓦时电的大电池。
据了解,虽然以上两种储能方式都通过了24 小时和72 小时实验,可仍有不少需要改进的空间。锂电池在于其成堆后的均衡和安全技术,钒液流在于如何减少占地面积、成本,提高运行效率。这些改进是这两种储能系统,乃至整个微网实现商业化的必经之路。
因此,目前该项目的储能电池还没有实现无限制地充放运行,“在锂电池成堆之后,安全风险是值得认真对待的。我们必须明确了解运行会出什么异常,检测系统、安防系统等的情况。”谷延辉介绍说。
事实上,钒液流电池也仍然处于技术探索阶段,国内掌握该技术的公司不是很多,与锂电池相比,它也并不是毫无缺点。首先其能量密度并不高,从而需占据更大的空间,其次是由于商业化程度不够,价格昂贵。
除了锂电池与钒液流电池这两种主要运用于减少弃风损失的能量型储能设备外,金风微网还引入超级电容和飞轮。这是两种功率型储能设备,虽然技术大相径庭,但使用它们的结果是一样的:短时提高电能质量,以及平滑高频的波动。
据记者实地了解,目前该项目的飞轮还未到位,这与我国还没有生产出满足微网需求的产品有关。而不少厂家能够生产的超级电容,早在2012 年便已经在金风微网中开始了相关测试。据谷延辉介绍,安装于金风微网项目中的超级电容共有8 组,每组拥有48 个单体为2500 法拉的电容。该超级电容的功率为200千瓦,放电时间能够持续10 秒,循环寿命能够超过50 万次。
控制和策略
“红色的代表回路合上,绿色的是没合上。因此,现在风电机组和光伏发电都是开着的,但因为风速只有2.4 米/秒,所以风电机组没有发电。”谷延辉指着控制室中的电脑屏幕为记者演示。