超級(jí)電容詳細(xì)講解大全（超級(jí)電容電側(cè)）

       超級(jí)電容適配電網(wǎng)短時(shí)高頻、高功率調(diào)頻需求，發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)、用電側(cè)應(yīng)用逐 步落地。儲(chǔ)能調(diào)頻正以快速、精準(zhǔn)的功率響應(yīng)能力成為新型調(diào)頻輔助手段，但受限于鋰 電池標(biāo)稱 5000 次左右的循環(huán)壽命，現(xiàn)有儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目大多僅響應(yīng) AGC 二次調(diào)頻，而不 響應(yīng)一次調(diào)頻，超級(jí)電容則憑借高功率、長(zhǎng)壽命特性適配電網(wǎng)短時(shí)高頻、高功率調(diào)頻需 求。

       根據(jù) <平尚科技> 產(chǎn)品分別推薦應(yīng)用于 15~30s 一次調(diào)頻系統(tǒng)、15 分鐘 級(jí)的二次調(diào)頻系統(tǒng)，能夠彌補(bǔ)超短時(shí)、短時(shí)的儲(chǔ)能短板。 新型電力系統(tǒng)下，電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性挑戰(zhàn)升級(jí)，發(fā)電側(cè)風(fēng)光儲(chǔ)平滑入網(wǎng)、混合儲(chǔ)能系 統(tǒng)中響應(yīng)調(diào)頻指令，輸配電側(cè)變電站調(diào)頻、配電終端后備電源，用電側(cè)后備電源、功率 電源，均需使用功率型儲(chǔ)能器件以提供短時(shí)、高功率峰值脈沖，超級(jí)電容 在發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)、用電側(cè)多環(huán)節(jié)的應(yīng)用已開(kāi)始落地。

       1） 發(fā)電側(cè)：支持風(fēng)光平滑入網(wǎng)，在電池+超容混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中負(fù)責(zé)響應(yīng)調(diào)頻指令

       針對(duì)光伏、風(fēng)電并網(wǎng)在慣量響應(yīng)方面的缺失，可采用超級(jí)電容作為短時(shí)儲(chǔ)能裝置以 平抑風(fēng)光并網(wǎng)帶來(lái)的功率波動(dòng)。以引入超級(jí)電容的風(fēng)電系統(tǒng)為例，將超級(jí)電容并聯(lián)于直 流母線，與雙向 DC/DC 變換器構(gòu)成功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)功率大于指定的輸出功率時(shí)，超 級(jí)電容充電，當(dāng)功率小于指定功率時(shí)，功率差值由儲(chǔ)能裝置補(bǔ)充，超級(jí)電容放電。超級(jí) 電容能夠基于大功率特性為光伏、風(fēng)電機(jī)組提供額外虛擬慣量，使其平滑輸出接入電網(wǎng)， 減少新能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性給電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊。

       鋰離子電池、超級(jí)電容以互補(bǔ)形式組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，支持調(diào)峰、調(diào)頻模式切換。 鋰離子電池具有能量密度高、儲(chǔ)/釋能時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，可用于實(shí)現(xiàn)削峰填谷；超級(jí)電容具 有功率密度高、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，可參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻，同時(shí)延長(zhǎng)電池 使用壽命。二者可以互補(bǔ)形式組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，響應(yīng)園區(qū)能量管理系統(tǒng)下發(fā)的削峰填 谷或調(diào)頻調(diào)度指令，最大限度發(fā)揮儲(chǔ)能作用。 

       以三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)基地的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，整套系統(tǒng)由 3 個(gè)預(yù)制艙體組成，分別為 0.5MW/1MWh 鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)艙、1MW/0.1MWh 超級(jí) 電容儲(chǔ)能系統(tǒng)艙、1.5MW 儲(chǔ)能變流器艙，各儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)直流匯流柜接入相應(yīng)的儲(chǔ)能變流器，再分別接入功率路由器±750V 直流母線。鋰離子電池負(fù)責(zé)削峰填谷及響應(yīng)調(diào)頻 持續(xù)分量，超級(jí)電容負(fù)責(zé)響應(yīng)調(diào)頻隨機(jī)分量與脈動(dòng)分量，盡可能減少電池介入調(diào)頻響應(yīng) 的次數(shù)，延長(zhǎng)電池使用壽命。

       2） 輸配電側(cè)：用于變電站調(diào)頻、配電終端后備電源，保證輸配電線路電能質(zhì)量

       超級(jí)電容應(yīng)用于變電站，將一次調(diào)頻滯后時(shí)間縮短至毫秒級(jí)別。以南京江北新區(qū) 110kV 虎橋變電站投運(yùn)的超級(jí)電容微儲(chǔ)能裝置為例，該裝置主要由超級(jí)電容模塊、電力 電子變流器和快速功率控制器三部分組成，快速功率控制器可在 10 毫秒內(nèi)完成頻率檢 測(cè)，電力電子變流器可在 2 毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)有功功率的快速、精準(zhǔn)支撐，因此若電網(wǎng)發(fā)生大 波動(dòng)引起頻率跌落時(shí)，該微儲(chǔ)能裝置可以在 12 毫秒內(nèi)進(jìn)入一次調(diào)頻模式，對(duì)比傳統(tǒng)發(fā) 電機(jī)組10秒以上的一次調(diào)頻響應(yīng)延遲，超級(jí)電容微儲(chǔ)能裝置使一次調(diào)頻過(guò)程明顯提速。 市場(chǎng)規(guī)模方面，根據(jù)國(guó)網(wǎng)江蘇電力測(cè)算，江蘇省內(nèi)變電站的可利用空間具有新增 200 萬(wàn) 千瓦超級(jí)電容微儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的潛力。

        超級(jí)電容用作配電終端后備電源，可提高電網(wǎng)自愈可靠性、降低維護(hù)成本。配電自 動(dòng)化終端后備電源由蓄電池、鋰電池轉(zhuǎn)向超級(jí)電容，超級(jí)電容大功率、長(zhǎng)壽命、免維護(hù) 的特性使配電自動(dòng)化終端電網(wǎng)自愈可靠性提高、維護(hù)成本降低。當(dāng)電力線路發(fā)生故障時(shí)， 超級(jí)電容可為配電自動(dòng)化終端和開(kāi)關(guān)柜提供不間斷電源，使配電終端在線路故障情況下 仍能維持一段時(shí)間的工作，為完成故障檢測(cè)、保護(hù)跳閘、重合閘自愈以及狀態(tài)上報(bào)主站 等一系列操作爭(zhēng)取時(shí)間，從而將故障區(qū)間隔離，并恢復(fù)非故障區(qū)間的供電，使故障停電 區(qū)域最小化。根據(jù)山西煤化所，目前廣州供電配電網(wǎng) 6242 條公用饋線已實(shí)現(xiàn)自愈全覆 蓋，配網(wǎng)線路故障處理時(shí)間由原本的 30 分鐘下降至 120 秒。市場(chǎng)規(guī)模方面，根據(jù)中科 院山西煤化所測(cè)算，配電終端用超級(jí)電容電源僅廣州地區(qū)的存量市場(chǎng)就達(dá)到約 1 億元， 每年以 16%的增速增長(zhǎng)，南網(wǎng)地區(qū)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為廣州地區(qū)的 5 倍以上。