Flywheel based energy storage systems and their engineering applications

飞轮储能系统是一种具有广阔应用前景的机械储能装置.本文介绍了飞轮储能系统的原理和基本结构,并阐述了飞轮储能系统在相应工程领域的应用情况.     

MW级飞轮阵列在风光储能基地示范应用

针对风光等新能源对短时高频次储能的需求,本文开展了MW级飞轮阵列在风光储能基地示范应用研究.基于飞轮储能阵列的系统组成、工作原理和拓扑结构,首先开展了飞轮储能阵列系统设计,并在此基础上对风光储能基地增加飞轮阵列方案进行介绍.最后,基于搭建的飞轮阵列系统,分别于天津和青海风光储能基地开展了实验测试.测试结果表明:经过上千...     

飞轮储能系统关键技术分析及应用现状

从飞轮储能系统的结构原理入手,介绍了飞轮储能系统的结构组成、工作原理及其工作模式,对飞轮转子、支承轴承、真空室、电动/发电机及电力电子装置等关键技术进行了全面的分析,并介绍了关键技术的国内外研究现状,在此基础上对飞轮储能的应用现状进行了阐述。     

磁悬浮储能飞轮技术研究及应用示范

飞轮储能系统是利用飞轮加、减速旋转实现电能与机械能相互转换的装置。介绍了飞轮储能的基本原理以及磁悬浮储能飞轮研究的关键技术,并对飞轮储能的目标市场进行分析。     

微电网环境下飞轮储能系统信息建模与分布式运行机制

主要研究了在微电网具有分布式发电及设备运行机制环境中,飞轮储能系统的信息建模方法与分布式运行机制。应用IEC61850机制,建立微电网环境中的飞轮储能系统的信息模型,以将具有机电一体化设备特征的飞轮储能系统顺利转化为电力系统领域内的生产设备,并有效地与周围其他电力设备进行通讯与信息交换。重点说明了信息模型内部逻辑节点的建模方法。在基于IEC61850机制的飞轮储能系统信息模型基础上,进一步综合应用IEC61499分布式控制机制规划与描述FESS的充放电运行过程,研究了逻辑节点向标准功能块的转化方法。通过IEC61850和IEC61499对微电网中的飞轮储能系统综合应用,说明了2种机制结合应用的有效性,同时也为有效控制电力系统中飞轮储能系统的充放电过程提供技术途径。     

储能飞轮中的主动磁轴承技术CSCD

主动磁轴承作为一种先进的支承技术,在飞轮储能系统中得到了成功应用。本文首先介绍了国内外研究机构在飞轮系统中应用主动磁轴承的情况。之后,分别探讨了主动磁轴承应用于高速飞轮需要解决的各个关键技术问题,展望了它在高速飞轮系统中的应用前景。     

飞轮储能技术及其耦合发电机组研究进展

  目的  双碳目标的提出增加了新能源电力嵌入的必要性,为了研究提高机组灵活性的方法,文章对飞轮储能技术及其耦合发电机组的相关研究进行了详细介绍。  方法  文章概括总结了飞轮储能的工作原理、研究现状与成果以及应用难点与措施,分析了研究飞轮储能的系统建模与运行策略的具体方法,并对飞轮储能分别耦合火力发电、风力发电以及太阳能发电的原理与应用特点进行了重点分析。  结果  我国的飞轮储能系统研究已经取得较为先进的成果,并且形成了一套有效的研究方法,在飞轮储能技术耦合多能源发电机组方面也进行了一定的研究。  结论  在当今环境下,飞轮储能技术耦合多能源发电机组已经成为研究趋势与重点,本文所总结内容为后续飞轮储能技术的应用提供了参考。     

飞轮储能系统在1.5MW风机上的应用研究

飞轮储能在电网级别调频、风力发电平滑输出以及分布式发电和微网等领域均具有技术优势。本文研究了应用在1.5 MW风机上的飞轮储能系统,实现了功率平滑输出的目的,确定了飞轮储能系统技术指标并设计了总体方案,分析了飞轮储能系统的电动机/发电机的工作模式,为进一步能量转换系统的开发提供了依据。     

Flywheel energy storage systems for a 1.5 MW wind generator applications

飞轮储能在电网级别调频、风力发电平滑输出以及分布式发电和微网等领域均具有技术优势。本文研究了应用在1.5 MW风机上的飞轮储能系统,实现了功率平滑输出的目的,确定了飞轮储能系统技术指标并设计了总体方案,分析了飞轮储能系统的电动机/发电机的工作模式,为进一步能量转换系统的开发提供了依据。     

飞轮储能系统关键技术及其研究现状

飞轮储能作为一种物理储能方式以其在使用寿命、充电时间、充放电效率方面的突出特点得到了广泛关注。本文首先介绍了飞轮储能系统的结构组成、工作原理、工作模式,并对其各结构的功用进行了简要说明。重点对目前飞轮储能系统的飞轮转子技术、支承轴承技术、电动/发电机技术、电力电子装置技术、真空室技术等关键技术进行了全面分析,并对各部件的关键技术国内外研究现状逐一进行阐述。随着与飞轮储能相关的关键技术快速发展,作为一种新型储能方式,其应用领域将不断扩大。     

飞轮储能技术研究新动态

飞轮储能是一种研究价值高、应用前景广阔的新型环保储能技术。该文介绍飞轮储能技术研究机构及其技术的新进展。     

飞轮储能技术及关键问题解决措施

飞轮储能具有大储能、高效率、无污染、长寿命及可实现连续工作等一系列优点,是一种具有极高研究价值和广阔的未来应用前景的新型储能技术,已受到社会的普遍关注(包括科技界、企业界),成为国际上在能源方面的热点。对飞轮储能的原理、工作模式和五个关键技术进行了较全面的阐述,指出了飞轮储能存在的关键问题(解决安全性、提高储能效率、降低成本及研究过程中制定模型的仿真方案问题)及解决对策,为进一步研究提供参考。     

并网型飞轮储能系统金属转子结构优化设计

太阳能和风力发电具有间歇性,经常需要储能系统来平衡其对电网的影响。飞轮储能系统具有响应速度快和功率密度高等优势,可用来解决上述大规模可再生发电系统并网问题。储能密度是衡量飞轮储能系统性能的一项重要指标。该文提出一种在不改变储能总量、转速和转子直径的前提下,仅通过改变金属转子结构来降低转子质量,进而提高系统储能密度的方法。首先应用上述方法把等厚度金属转子设计成厚度沿转子半径而变化的变厚度结构,然后使用有限元分析软件ANSYS Workbench中的Response Surface Optimization模块对得到的转子结构进行优化。仿真结果表明:结构优化后的转子与原转子相比,质量降低16.88%,系统储能密度提高20.40%。     

Flywheel array energy storage system

飞轮储能系统将能量储存在高速旋转的飞轮转子中,具有高功率密度,无环境污染,使用寿命长,运行温度范围广,充放电次数无限制等优点,已获得了广泛的应用.将多台模块化的飞轮储能单元并联起来组成飞轮阵列储能系统,是获得大容量,高功率储能的解决方案.文章首先论述了飞轮阵列储能系统的国内外发展现状与要解决的关键问题, 然后详细给出了飞轮阵列储能系统的设计方法,并联拓扑结构与控制策略.随着飞轮储能单元并联技术的逐渐成熟,飞轮阵列储能系统应用领域将逐步扩展到电力系统调频,间歇式可再生能源发电等领域,并将在提高电网对可再生能源的接纳能力等方面发挥重要作用.     

Application and prospect of zinc nickel battery in energy storage technology

本文介绍了近几年电力储能在全球储能领域的现况及电力储能在现有储能系统中的应用规模。针对目前较成熟的电化学储能电池进行了分析,着重分析了锌镍电池的特点,首先对锌镍电池的低温放电性能、寿命、大电流充放等性能进行了阐述,模拟储能系统充放电实验的结果表明锌镍电池具有循环寿命长和充放电效率高等特点。其次对单液流锌镍电池的工作原理进行了介绍,就目前单液流锌镍电池的各个型号的中试产品以及50 kW·h储能系统进行了总结和讨论,分析表明锌镍电池作为一种新型的蓄电池,其循环寿命长、安全性能好、制造和维护成本较低,随着近几年新材料的发展,锰正极的锌基电池实验成功,促进了锌空气电池、锌铁电池等系列锌基电池的研发,锌镍电池未来在储能市场将会大放异彩。     

储热材料的研究进展及其应用

综述了储热材料的研究进展和实际应用.介绍了储热材料的分类以及各类材料的性能、储能机理和优缺点;介绍了一些新型的相变材料,并结合实例探讨了储热材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;指出了储热材料的研究方向和未来的发展趋势.     

超临界氢存储技术的研究进展

氢能的利用是当今世界发展必然趋势,使用超临界氢存储技术可对氢能进行储存。介绍了超临界氢,并详细分析了超临界储氢、气态压缩储氢和低温液态储氢的优缺点。然后,对超临界储氢技术进行了详细论述,介绍了超临界吸附储氢和低温压力容器储存超临界氢两种技术的研究进展。最后,根据超临界氢存储技术的研究现状,提出了一些对超临界氢存储技术的发展及应用具有一定指导意义的建议。     

有机相变储能材料的研究进展

有机相变储能材料（PCMs）具有储能密度高、腐蚀性小、性能稳定、毒性小、不易出现相分离和过冷现象等优点,成为目前蓄能技术领域主流应用材料之一。本文主要综述了各类有机PCMs的材料特性,针对其导热系数普遍较低的共性问题,介绍了通过添加高热导率材料和封装PCMs两种强化传热途径的最新研究成果,并浅谈了有机PCMs在建筑节能、太阳能利用及冷却电子设备等中低温储能技术中的实际应用情况。最后,总结了有机PCMs目前存在的一些瓶颈问题及未来研究的重点方向。     

Introduction to motors and controllers of flywheel energy storage systems

简述了飞轮储能系统的基本组成,介绍了飞轮储能系统常用的永磁无刷直流电机、永磁同步电机、感应电机和开关磁阻电机的工作原理和特点,讨论了四种电机的控制策略,分析了各种控制策略的优缺点及其应用。