100MW飞轮、电化学混合储能独立调频电站项目可行性研究报告
思瀚产业研究院    2025-05-19

松原处在松嫩平原的南部，素有“粮仓、肉库、渔乡”之美誉。地处北纬45度的世界黄金玉米带、黄金水稻带，属中温带大陆性季风气候，年平均气温6℃，无霜期150天，年降水量约432毫米。全市有耕地2092.8万亩、林地476万亩、水面245万亩，是国家大型商品粮基地和油料基地，粮食年产量达到156亿斤，所辖四个县（市）均为全国粮食生产先进县。其中，杂粮杂豆年产量近2亿斤，是全国最大的杂粮杂豆集散中心；“善德良米”有机大米成为杭州G20峰会和厦门金砖国家峰会指定用米。

目前，全市正紧紧围绕打造绿色产业城市和绿色农业城市，加快建设水稻、花生、马铃薯等137个绿色农业示范基地，全力构建松原、前郭、三江口、拉林四大灌区并驾齐驱的发展格局。畜牧业和渔业十分兴旺，全市生猪、肉牛、肉羊、禽的饲养量分别发展到545万头、72万头、531万只、4807万只，中粮集团健康生猪产业化、科尔沁万头绿色肉牛养殖、乾羊肉羊屠宰精深加工等一大批项目落地建设，推动松原跻身牧业强市行列。

年产水产品5万吨，居全省首位，盛产鲤鱼、鲢鱼、草鱼等63个品种，其中查干湖胖头鱼为国家AA级绿色食品，查干湖单网冰下捕捞量刷新吉尼斯世界纪录，查干湖屯被农业部等部委评为“中国十大最美乡村”之“最美渔村”。

1.项目简介

1.1项目背景

1.1.1项目简介

不同于传统的调峰储能电站和新能源场站，独立调频储能电站没有基本发电功能，也不参与电能量和调峰市场交易，其100%功率能力可全部用于电力调频，尤其是对电网频率稳定性最直接有效的一次调频。独立调频储能电站的一次调频响应实际是替代数倍甚至数十倍其装机功率的新能源场站进行调频动作，从省网、区域电网角度解决电网频率稳定问题，助力“双碳”目标达成。

项目的主要客户群体将包括电网公司、大型新能源场站运营商以及寻求提高电能质量的工业用户。电网公司作为电力系统的核心，将直接受益于独立调频储能电站提供的频率稳定服务，从而提升整体电网的运行效率和可靠性。大型新能源场站，如风电场和光伏电站，由于其发电的不稳定性和间歇性，对电力调频有着迫切的需求，独立调频储能电站将成为其理想的合作伙伴。此外，一些对电能质量有严格要求的工业用户，如精密制造、数据中心等，也将成为项目的重要客户，通过引入独立调频储能电站，可以确保他们的供电稳定性和连续性。

以上用户也将根据项目提供的服务质量和效果支付相应的费用。综上所述，项目收入的计算将综合考虑服务内容、服务效果以及市场需求等因素，确保项目的经济性和可持续性。

1.1.2市场前景

（1）一次调频需求

频率是衡量电能质量的重要指标，反映电力系统发电和用电的有功功率平衡，

电网频率的变化对发电机、负荷的安全和经济运行都有很大的影响。从时间维度上，常规发电机组对电网频率变化的响应依次存在转动惯量响应、一次调频、二

次（AGC）调频三个过程。其中一次调频是指当电力系统频率偏离目标频率时，并网主体通过控制系统的自动反应，调整有功出力减少频率偏差的控制功能，是

对电网频率稳定作用最明显的技术手段。

电网一次调频具有高频次、短时长、快速性、随机性特点，当前电力系统条件下，国内大部分区域，一次人工调频死区±0.033Hz下的日一次调频动作次数在数百次～上千次，平均单次动作时长数秒～十几秒，最大单次动作时长不超过1min。

随着构建新型电力系统和新型能源体系工作的推进，新能源电力装机和发电占比的持续提高，电网频率波动呈现次数增多、单次波动时长减少的明显趋势，该问题无法通过发电和负荷预测等调度手段解决，必须依赖于并网主体自主响应的一次调频进行实时有功平衡加以解决，储能技术尤其是以高速磁悬浮飞轮为代表的长寿命高功率密度储能，凭借其百万次循环寿命和极强的可控性成为新型电力系统电力调频不可或缺的要素之一。

根据国网东北分部统计数据，2022年1月～2023年10月统计结果，电网频率超过死区±0.033Hz的日均越限次数1573次，平均单次越限时长约25s。

可以预见的是，在我国，未来数十年内全社会用电量仍会持续稳步增加，受限于风光资源特性，风电、光伏等新能源发电主体利用小时数已无法提高，新能源装机和发电占比仍会长期快速增长。电力一次调频需求日益强烈，未来市场规模将持续增长。

（2）储能技术分析

随着技术进步，飞轮储能技术经历了纯机械飞轮、低速(<10000rpm)机械轴承或混合轴承飞轮、高速(>20000rpm)纯磁悬浮飞轮。以沈阳微控为代表的纯磁悬浮飞轮产品在功率密度、能量密度、磁悬浮轴承工作稳定、电气响应等方面取得了长足的进步，在应急电源、冲击负荷平抑、电力调频领域得到应用。目前储能飞轮的产品形态主要有高速功率型磁悬浮飞轮及低速能量型磁飞轮两类。

低速能量型磁飞轮：低速能量型磁飞轮采用机械轴承或磁力卸载轴承的轴承体系,主要依靠重型飞轮的旋转进行能量存储,每分钟转速约5000-10000转。由于飞轮转子质量大需要沉埋式部署，采用飞轮、变流器分离结构。低速能量型磁飞轮储能量较高但功耗大，轴承存在机械磨损、使用寿命短，维护困难。

高速功率型磁悬浮飞轮：高速功率型磁悬浮飞轮采用磁悬浮的轴承体系，飞轮在密闭的真空容器中处于无接触的完全磁悬浮状态，以每分钟数万转的转速高速旋转。由于采用磁悬浮轴承技术，飞轮在旋转过程中无物理接触，所以具有重量轻、无磨损、低功耗长寿命等优势，是最先进的飞轮储能技术路线，通常采用标准柜体式部署方式。

高速功率型磁悬浮飞轮在电力领域优势明显,是唯一具备工程实施可行性的飞轮技术路线。沈阳微控飞轮技术股份有限公司拥有国内高速功率型磁悬浮飞轮储能技术;唯一可以实现批量化生产的飞轮储能装备制造企业；唯一对转子本体进行精加、热处理、360°无损探伤的飞轮储能装备制造企业。

（3）电网调频的适配性

独立调频储能电站一次调频根据一次调频有功变化率公式进行自主功率调节，根据现行政策和东北电网频率波动特性，一次调频的调频里程占储能电站额定功率的15%~30%。考虑到连续多次频率越限情况，采用以高功率密度、快速响应、超长充放电循环著称的高速磁悬浮飞轮储能技术和功率型电化学储能技术组成混合储能电站可充分发挥飞轮储能和电化学储能的各自优势，起到优势互补资源集约利用、事半功倍的效果。

在实际应用时，飞轮储能可覆盖绝大部分一次调频需求，同时可搭配一定比例的功率型电池，在提高储能电站申报容量的同时，应对小概率长时一次调频指令和连续调节指令，确保调一次调频动作合格率。

项目建设在松原市，采用飞轮储能技术与高倍率电池技术，构建混合储能调频系统。通过远超传统发电厂的调频速率、响应速度和调频精度，在新版“双细则”的引导下，为当地提供优质的调频资源，并获取可观的调频收益。本项目对提高电网运行稳定性，增强电网新能源接纳能力。

综上所述：项目市场符合实际发展需要，具有良好的市场前景，项目非常必要。

1.1.3项目建设的有利条件

（1）政策优势

《吉林省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》提出，充分发挥白城、松原等地风光资源丰富、未利用土地多等优势，大力发展风电、光伏发电，建设省内消纳、外送、制氢3个千万千瓦级新能源生产基地，到“十四五”末，风电、光伏发电装机规模力争达到3000万千瓦，超过长江三峡电站装机规模。

2024年2月7日国家发展和改革委员会、国家能源局发改价格〔2024〕196号文发布《关于建立健全电力辅助服务市场价格机制的通知》关于电力调频辅助服务交易明确规定:“调频市场原则上采用基于调频里程的单一制价格机制。各机组按规则自主申报分时段调频容量及价格，通过市场竞争确定出清价格和中标调频容量。调频费用根据出清价格、调频里程、性能系数三者乘积计算”、“合理确定调频服务价格上限。调频性能系数由调节速率、调节精度、响应时间三个分项参数乘积或加权平均确定,分项参数以当地性能最优煤电机组主机(不含火储联合机组)对应的设计参数为基准折算。原则上性能系数最大不超过2，调频里程出清价格上限不超过每千瓦0.015元”。该政策对性能指标优越的调频主体的鼓励和价格倾向已经非常明显,补偿费用也明显高于现行的东北区域电力调频政策。

（2）资源优势

松原市地处东北平原，地势平坦，风力资源丰富。这为风电场的建设提供了得天独厚的条件，通过科学规划和合理布局，可以充分利用这些风能资源，为当地提供稳定的电力供应。同时，松原地区已形成较为完善的风电产业链，包括风电设备的制造、安装以及风电场等。

（3）人才优势

松原市拥有师资力量雄厚的中等职业技术学校14所，可以保证全市企业中等专业技术人才需求；松原职业技术学院和技工学校等一批职业高中等职业学校，年可培养专业职业技术人才8000人；同时，松原市政府与中科院长春分院、吉林大学签订了人才和科技战略合作框架协议。

1.2项目建设内容及规模

1.2.1建设规模

混合储能系统容量100MW/13.216MWh。

1.2.2建设内容

项目占地11.6万平方米，主要建设升压站、储能站、送出线路等相关辅助设施。

1.3.项目总投资及资金筹措

项目总投资66200万元，其中建设投资52960万元。

1.4财务分析及社会评价

1.4.1主要财务指标

项目达产后，年销售收入41800万元，利润13800万元，投资回收期6.8年（税后，含建设期2年），投资利润率20.8%。

1.4.2社会评价

提高电力系统的稳定性和可靠性：储能独立调频电站能够快速响应电力系统频率的变化，通过调整有功出力来减少频率偏差，从而有效提高电力系统的稳定性和可靠性。这种快速响应的特性使得储能调频电站成为电力系统中的重要组成部分，能够在电网出现波动时迅速介入，确保电力供应的连续性和稳定性。

促进可再生能源的消纳：储能独立调频电站通过储存和释放能量，能够在可再生能源发电不稳定的情况下，提供必要的调频服务，从而帮助提高可再生能源的消纳比例。例如，江苏省在迎峰度夏期间，通过调动新型储能电站，有效地保障了全省电网的安全稳定运行，并促进了清洁能源的利用。储能独立调频电站不仅在技术上具有显著优势，还在社会效益方面发挥了重要作用，推动了电力系统的稳定运行和能源结构的优化。

此报告为完整版摘录公开部分。定制化编制政府立项审批备案、国资委备案、银行贷款、产业基金融资、内部董事会投资决策等用途可研报告可咨询思瀚。

目 录

第一章 总论

1.1 项目背景

1.2 项目概况

第二章 市场分析与需求预测

2.1 项目市场分析

2.2 项目需求预测

第三章 项目场址与建设条件

3.1 场址概况

3.2 建设条件

第四章 项目建设方案

4.1 设计原则

4.2建设内容和技术指标

4.3 建筑设计和功能布局

4.4 建筑基础与结构

4.5 景观保护及绿化工程

第五章 总体布置和公用工程

5.1 总体布置

5.2 公用工程

第六章 环境保护评价

6.1 环境保护标准

6.2 项目所在地环境现状

6.3 项目建设和运营对环境的影响

6.4 环境保护措施

6.5 生态保护措施

6.6 环境影响评价

第七章 节能

7.1 节能设计规范

7.2 能源指标分析

7.3 能源供应状况

7.4 节能措施和节能效果

7.5 节能效果及评价

第八章 劳动安全卫生和消防

8.1 危害因素及危害程度分析

8.2 安全措施

8.3 职业卫生

8.4 消防措施

第九章 组织机构及人力资源配置

9.1 管理体制及机构设置

9.2 人力资源配置

9.3 人员来源培训

第十章 项目实施进度和招标

10.1 项目实施进度

10.2 项目

第十一章 投资估算及资金筹措

11.1 投资估算

11.2 资金筹措

第十二章 财务评价

12.1 财务评价编制说明

12.2 财务评价

第十三章 社会评价

13.1 社会影响分析

13.2 项目与所在地互适性分析

13.3 项目社会风险分析

13.4 社会评价结论

第十四章 风险分析

14.1 项目主要风险因素

14.2 风险程度分析

14.3 风险防范措施

第十五章 结论与建议

15.1 结论

15.2 建议