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。     

飞轮储能技术研究的发展现状

飞轮储能技术已成为国际能源界研究的热点之一,从飞轮储能技术的技术进展（包括飞轮本体、转子支承系统,电动／发电机,电力转换器与真空室）以及应用研究（电力调峰,飞轮电池,不间断供电,强力放电等）角度出发,系统地介绍了该技术国内外的发展现状及今后发展方向。     

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。     

新型飞轮储能技术及其应用展望

简要介绍了新型飞轮储能系统的工作原理和基本结构,并从关键技术发展及应用研究的角度出发,系统地介绍了飞轮储能系统的研究情况和今后的发展方向,还对飞轮储能和其他储能方式的特点进行了详细比较。飞轮储能系统具有的诸多优点,有着广阔的应用前景。     

清华大学飞轮储能技术研究概况

全面回顾了清华大学在过去17 年内坚持飞轮储能技术研究开发的总体情况。介绍了6 种飞轮储能试验研究系统和工程样机的技术特征,分析了研制过程中遇到的飞轮轴系稳定性、电机设计、充放电控制器调试等关键技术难题,探讨了飞轮储能技术工业化应用开发中应注意的问题。     

飞轮储能技术研究五十年评述CSCD

本文回顾了飞轮储能技术研发50年的历程,分析了飞轮储能技术特点、应用领域以及关键技术问题。飞轮储能具有功率密度高、循环寿命长、响应迅速、能量可观性好以及环境友好的优点。当前,研制的飞轮储能系统单体能量为0.5~130 kW·h,功率为0.3~3000 kW。重点关注了飞轮用低成本高比强度新材料、高温超导磁悬浮技术。飞轮储能在电能质量调控、不间断过渡电源以及电网调频领域实现了商业化应用,在车辆混合动力领域的示范应用中实现节能20%~30%,处于产业应用的临界点。针对电网规模大功率、高能量储能需求,发展趋势是由数十千瓦时以下发展到百千瓦时,并通过阵列化组装成10~100 MW储能系统,放电时间可拓展到1 h。     

飞轮储能技术在海洋钻井平台应用可行性分析

本文分析国内外储能技术发展现状,结合海洋钻井平台动力负荷特点,以典型的起下钻工况分析钻井平台典型负荷动态需求,做出典型钻井工况功率波动分析,提出了应用储能技术实现海洋钻井平台主动力电网负载平衡,降低电网的剧烈波动,实现功率调节补偿。同时兼顾能量回收,可以有效改善钻井平台发电机组的功率响应特性等,大幅提升海洋钻井平台的燃油转换效率,降低能耗与二氧化碳排放。     

发电机组用柴油机飞轮设计开发

介绍了发电机组用柴油机飞轮设计开发过程。根据OEM要求,将ISZ13升电控柴油机用作发电机组的动力装置,因此,需要对连接柴油机与发电机组的飞轮进行设计开发。详细地描述了设计输入、设计方案、设计计算、理论分析及发动机试验验证等,开发结果表明,新设计飞轮满足OEM接口尺寸要求和可靠性要求。     

飞轮储能的原理及应用前景分析

飞轮储能是一种大功率、快响应、高频次、长寿命的机械类储能技术,适用于交通(轨道交通、汽车)、应急电源、电网质量管理(调频)等领域。飞轮储能是一项集成性技术,高速化、复合材料转子、内定外转结构是其未来发展方向。飞轮储能具有广阔的应用前景,但目前处于市场发展前期。     

新型飞轮蓄能系统

介绍了欧美国家研制的新型飞轮蓄能系统,体积小,重量轻,损耗低,易与电力系统连接。这一新技术将给电力贮存领域带来一场新的革命。     

飞轮电池对船舶燃机发电模块的动态平稳特性研究

在某船舶燃机模块发电模块仿真模型的基础上增加了飞轮电池储能系统,对整个系统的动态特性进行建模仿真研究。研究结果表明,飞轮电池储能系统能够有效地平稳大负荷波动对电网的影响,提高了船舶燃气轮机发电模块的稳定性。     

飞轮储能的仿真系统研究

飞轮储能在很多能源相关领域有着广阔的应用前景。基于飞轮储能技术的基本原理及飞轮储能系统的主体结构,以Simulink为平台搭建了飞轮储能的仿真系统,包含充电模型和放电模型两部分,各自由电机本体、转速计算、磁极位置检测及位置控制等模块组成,其中转速计算模块是区分两个模型的所在。基于所搭建的仿真平台,对充放电过程进行了仿真,并对占空比、转动惯量与摩擦系数对储能系统的影响进行了仿真分析。     

用于风电场功率控制的飞轮储能系统仿真研究

风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动,发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了飞轮储能系统的仿真模型。结合无刷直流电机双闭环调速系统和风电场功率控制要求设计了飞轮储能系统充电运行的控制方案。探讨了飞轮储能系统的能量反馈机理,利用回馈制动方式和前馈解耦控制策略分别对直流母线电压和电网侧逆变器进行控制,实现放电状态下对风电场输出功率的跟踪。最后通过实例仿真验证了模型的正确性和控制方案的有效性,为飞轮储能系统的设计和在风电场功率控制中的应用提供了参考和指导。     

重力储能技术研究进展

储能技术主要是指电能的储存,是智能电网的重要环节。当前应用最广泛的储能系统为抽水储能,但其选址困难、对环境影响较大、对水资源依赖严重。重力储能作为一种新型的储能技术,以重物为储能媒介,原理简单且形式多样,能够充分发挥不同的地理优势进行储能。相对于传统储能技术,重力储能技术具有非常明显的优势。根据山地重力储能、悬重式重力储能、塔吊式重力储能、铁轨重力储能和重力储能式飞机等5种形式的重力储能技术,对现阶段重力储能技术的研究进展进行了综述。结合重力储能技术的原理、特点以及我国储能领域的发展方向和需求,对重力储能技术的应用前景进行了分析并提出建议。研究内容和提出的建议可以为我国重力储能技术的理论研究和发展应用提供参考。     

飞轮储能在区域电网中的调频应用及经济性分析

介绍了飞轮储能在区域电网的应用现状,提出了飞轮储能用于电网调频的经济性分析评估方法。通过美国加利福尼亚州的工程实例详细分析了飞轮储能在电网调频中的效益投资情况。结果表明,飞轮储能的投资效益比接近1,具有良好的投资回报价值;在大规模商业化应用后,收益投资比可达1．97。     

储能技术在电力系统中的研究进展

储能技术在电力系统中具有削峰填谷、一次调频、提高电网稳定性、改善电能质量、提高电网利用率、提高可再生能源的利用率等重要作用。介绍了抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能、钠硫电池储能、锂离子电池储能、液流电池储能等典型储能技术以及各自的国内外研究动态,比较了各种储能技术的优缺点,并对储能技术在电力系统中的不同应用进行了综述。     

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。