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在當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下達(dá)成“碳達(dá)峰、碳中和”的宏偉目標(biāo)需要煤電機(jī)組承擔(dān)更多更大的角色，除了正常的電力、熱力供應(yīng)外，急需提升靈活性、低碳性、可靠性用以協(xié)調(diào)新能源的發(fā)展。基于此國(guó)家能源集團(tuán)率先垂范，聯(lián)合華馳動(dòng)能和華北電力大學(xué)等單位研發(fā)大電量高功率磁懸浮飛輪并應(yīng)用到火電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻。
該成果是全國(guó)首個(gè)全容量“飛輪儲(chǔ)能+火電聯(lián)合調(diào)頻”項(xiàng)目，創(chuàng)造性地提出了傳統(tǒng)火電與新型飛輪技術(shù)聯(lián)合調(diào)頻協(xié)調(diào)控制方法，填補(bǔ)了十噸級(jí)重型轉(zhuǎn)子五自由度徑向超低功耗永磁偏置混合磁軸承及其控制技術(shù)和自阻尼軸向永磁被動(dòng)本質(zhì)穩(wěn)定支撐技術(shù)空白，攻克了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)高速大功率一體化同級(jí)型實(shí)心轉(zhuǎn)子混合勵(lì)磁電機(jī)設(shè)計(jì)、分析及冷卻難題。
由寧夏電力公司牽頭完成，應(yīng)用于靈武公司2×600兆瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的“大電量高功率磁懸浮儲(chǔ)能飛輪關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”科技成果，先后通過國(guó)家工信部工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心組織的成果鑒定，技術(shù)整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，參與制定2項(xiàng)“團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)”，入選中電聯(lián)“三改聯(lián)動(dòng)”典型示范案例，獲得中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)“電力科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)”。
圖為飛輪結(jié)構(gòu)圖
簡(jiǎn)單來說，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種用物理方法實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能裝置。
在儲(chǔ)能時(shí)，電能通過電力轉(zhuǎn)換器變換后驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)飛輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪以動(dòng)能的形式把能量?jī)?chǔ)存起來，完成電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)存能量過程，能量?jī)?chǔ)存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪體中。之后，電機(jī)維持一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速，直到接收到一個(gè)能量釋放的控制信號(hào)。
在釋能時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的飛輪拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)電力轉(zhuǎn)換器輸出適用于負(fù)載的電流與電壓，完成機(jī)械能到電能轉(zhuǎn)換的釋放能量過程。
整個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電能的輸入、儲(chǔ)存和輸岀過程。
圖為飛輪儲(chǔ)能工作原理圖
該項(xiàng)目最大的特點(diǎn)就是全磁懸浮，相比傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能技術(shù)，具有安全環(huán)保性好、深度充放電能力強(qiáng)、充放電次數(shù)多、調(diào)頻性能高和寬溫域、低成本、零衰減、零維護(hù)、高精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。
圖為飛輪儲(chǔ)能試驗(yàn)圖
該項(xiàng)目是全球“總功率最大、單體儲(chǔ)電量最大、單體儲(chǔ)電能力參數(shù)最高”的飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目。項(xiàng)目的成功實(shí)施，可助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)兩大創(chuàng)新突破：一是掌握大規(guī)模陣列式飛輪儲(chǔ)能的運(yùn)行與控制方法，建立國(guó)內(nèi)第一個(gè)全容量“飛輪儲(chǔ)能+火電聯(lián)合調(diào)頻”示范工程；二是突破500千瓦級(jí)大功率飛輪單體的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)大功率飛輪單體的工程應(yīng)用。
圖為飛輪儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻試驗(yàn)圖
原標(biāo)題：簡(jiǎn)析飛輪儲(chǔ)能
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