僅以風(fēng)能為例,中國風(fēng)能儲量很大、分布面廣,僅陸地上的風(fēng)能儲量就有約2.53億千瓦。近幾年來,中國的并網(wǎng)風(fēng)電迅速發(fā)展。截至2011年3月中旬,我國風(fēng)電累計裝機容量達4450萬千瓦,風(fēng)電建設(shè)的規(guī)模居全球之首。這也意味著中國已進入可再生能源大國行列。中國風(fēng)力等新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊,預(yù)計未來很長一段時間都將保持高速發(fā)展。

在我國風(fēng)電建設(shè)規(guī)模高居世界第一的同時,風(fēng)電并網(wǎng)問題卻始終制約著我國風(fēng)電的發(fā)展。我國風(fēng)電裝機容量中仍然有近三成風(fēng)電沒有并網(wǎng)。這是由于風(fēng)能隨機性和間歇性的特點,造成風(fēng)電機組的出力頻繁波動,從而風(fēng)電場的出力可靠性也差,風(fēng)電比重過大,會使電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰壓力加大,因此,風(fēng)電場大規(guī)模的并網(wǎng)接入對電力系統(tǒng)的運行帶來一些新問題。

光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等綠色新能源自身所固有的隨機性、間歇性、不可控性的特點,使得可再生能源電廠不可能像其它傳統(tǒng)電源一樣制定和實施準(zhǔn)確的發(fā)電計劃,這給電網(wǎng)的運行調(diào)度帶來巨大壓力。同時,可再生能源的大規(guī)模接入所帶來的局部電網(wǎng)無功電壓和頻率問題、電能質(zhì)量問題等等也不容忽視,會對電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運行帶來顯著影響。研究表明,如果風(fēng)電裝機占裝機總量的比例在10%以內(nèi),依靠傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)以及增加水電、燃氣機組等手段基本可以保證電網(wǎng)安全;但如果所占比例達到20%甚至更高,電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運行將面臨巨大挑戰(zhàn)。

儲能電源技術(shù)在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機性、波動性問題,可以實現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出,能有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,使大規(guī)模風(fēng)電及太陽能發(fā)電方便可靠地并入傳統(tǒng)電網(wǎng)。高速飛輪儲能系統(tǒng)可以在瞬間釋放出巨大電力以穩(wěn)定電網(wǎng)波動。可實現(xiàn)對電網(wǎng)的調(diào)峰功能,從而替代水力、燃氣發(fā)電廠,為電網(wǎng)運營商創(chuàng)造更可靠的供電系統(tǒng)。由此可見,飛輪儲能電源技術(shù)能夠提高電網(wǎng)對可再生能源的接納能力。

中國國家電網(wǎng)公司規(guī)定了風(fēng)電場1 m i n 和10min的功率變化率,該變化率與風(fēng)電場的裝機容量有關(guān),如小于30MW的風(fēng)電場10min最大變化量為20MW,1min最大變化量為6MW。由于飛輪儲能電源系統(tǒng)可以以巨大的峰值電流極高速的充放電,將其用于克服光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電所固有的隨機性、間歇性、不可控性的特點對并入傳統(tǒng)電網(wǎng)所帶來的弊病是完全可行的。