超级电容器助力电网调频装置

国网江苏省电力有限公司自主研制的国内首套变电站超级电容微储能装置在南京江北新区110千伏虎桥变电站投运。到目前为止，该装置已安全运行三个月以上，虎桥变电站供电电压合格率始终保持在100%，谐波含量降低15.6%，电压闪变现象也得到根本抑制。

超级电容微储能装置多能合一，具有结构紧凑、占地小的优点，可充分发挥变电站内零星闲散空间资源效能。此外，它还可以替代变电站电容器、电抗器，占地仅为传统设备的60%，而且电压曲线控制更平滑，大大提升了变电站的智能化水平。该装置由超级电容储能柜、PCS、EMS以及升压变压器等单元组成。

超级电容器具有充放电速度快、循环寿命长、安全性高等优势，尤其适合短时大容量功率需求场景，放电倍率是锂电池的百倍以上，近年来成为国内外广泛关注的一种新型储能元件。超级电容器如果能在电网中应用，可快速释放能量，解决大扰动情形下电网频率失稳、电压暂降等问题。

作为电网调频的超级电容储能装置由几千只超级电容单体组成，长期服役对超级电容单体的内阻、容量、自放电等性能在全生命周期的一致性是一个巨大的考验，本次虎桥变超级电容生产商为烯晶碳能电子科技无锡有限公司（GMCC）。GMCC以干法电极工艺和产品被多个国际汽车品牌采用而闻名，是国内唯一一家3V系列产品通过第三方检测的企业。作为车规级超级电容制造商，GMCC早在2016年就参与了国家电网张北分布式虚拟同步机项目，为10MW光伏电站提供了20套基于55kW15s的超级电容储能柜；GMCC储能产品也服务于英国国家电网、西班牙、德国等多个超级电容储能项目，累计出货200MW。

随着“双碳”的承诺，风电和光伏发电机组、直流输电装置等电力电子设备在电力系统的大规模应用，显著缩短了传统燃煤机组的运行时长，降低了电力消费的碳排放水平。但电力电子发电设备在替代传统燃煤机组的同时，也同步压减了电网旋转备用容量。电力电子化电力系统的低惯量、欠阻尼特征是大电网安全稳定运行面临的最大挑战。

储能技术是目前公认的可以有效提升电网旋转备用容量的途径，超级电容在变电站电网调频应用引起行业高度关注。随着产业结构进一步升级、高尖端企业比重不断提升，超级电容微储能装置可在变电站、配电站房推广应用，为超级电容微储能带来广阔应用前景。

编辑：黄飞