复合材料飞轮结构与储能密度

为提高飞轮的储能密度,需采用合适的转子材料和合理的转子结构。复合材料与各向同性材料相比具有明显优势。多层转子结构突破了单层转子内外半径比的限制,可明显改善转子内部的应力分布,提高飞轮的储能密度。该文论述了复合材料飞轮储能密度的影响因素,对复合材料转子的应力分布作了定量分析,比较了单层和多层转子的特点,综合考虑了飞轮设计的各种因素,提出了飞轮结构参数的设计方法。     

一种飞轮储能系统用被动磁轴承组设计与分析

介绍了一种用于飞轮储能系统的磁轴承组,该磁轴承组由永磁轴承（PMB）和超导磁轴承（SMB）组成。基于Halbach 阵列的永磁轴承设计了一种具有Nd-Fe-B磁环和后轭的PMB的新结构,并与现有结构进行了比较。利用有限元法（FEM）比较2种不同的PMB配置,在2个SMB拓扑的零场冷却（ZFC）和现场冷却（FC）过程中测量径向力和轴向力。对测量结果进行了研究分析,结果表明：轴向磁环充磁的新型拓扑结构的悬浮力大、径向恢复力高,尤其适合飞轮储能样机,因此所提出的新结构对飞轮储能系统用磁轴承新结构的设计提出具有重要指导意义。     

外转子储能飞轮结构优化设计研究

储能飞轮属于功率型储能技术,利用现代电力电子技术,实现电能与飞轮动能之间的转化。飞轮储能系统利用上、下主动电磁轴承将飞轮旋转体处于无接触悬浮。选择一种阶梯变截面近似等应力转子金属材料飞轮,以获得更高的储能密度,在高形状系数与加工制造难度之间合理优化。针对此飞轮进行强度以及转子动力学分析,此一体化外转子飞轮方案可有效解决飞轮转子轴向长度影响转子动力力学特性并将导致飞轮储能系统结构紧凑性欠佳的问题。     

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...     

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。     

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。     

游梁式抽油机飞轮储能系统设计及实验

现役的游梁式抽油机耗电量超过油田生产总用电量的50％,其总效率往往低于30％,抽油机系统的效率低下造成了电能的较大浪费,而游梁式抽油机的工作原理及结构特点有利于采用飞轮储能装置提高其效率.本工作设计了适用于游梁式抽油机的飞轮储能系统,建立了抽油机动力学仿真模型,搭建了相应的实验测试平台,采用仿真分析和实验研究相结合的方...     

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。     

改善风电并网电能质量的飞轮储能系统能量管理系统设计

设计了应用于改善电网电能质量场景下飞轮储能系统的双层结构能量管理系统,其中能量管理系统的上层——决策管理层利用模糊算法,考虑飞轮储能系统状态和平抑风电功率波动需求来确定飞轮储能装置的充放电功率参考值,下层——调度控制层通过双环控制背靠背双PWM变流器实现飞轮储能与电网间的功率交换.在Matlab/Simulink下仿真...     

复合材料储能飞轮应力位移场分析及与均质材料飞轮比较

根据非均质各向异性弹性理论建立了复合材料飞轮的计算模型,得到了复合材料飞轮在工作转速情况下应力和位移计算的解析公式,给出了任一点的径向、环向应力及径向位移。并按照所建立的计算模型对不同材料对应力、位移分布的影响进行了分析比较。     

电磁悬浮储能飞轮系统的动力学分析

本文对五自由度飞轮储能系统模块进行了动力学分析。先完成了电磁轴承在单自由度方向上电磁力描述，给出了电磁力和控制电流、位移之间的关系；建立整个系统的动力学微分方程，在此基础上，推导出状态空间表达式。基于状态空间完成了系统的稳定性分析，给出了基于线性二次型最优控制的控制器设计方法。     

圆柱形壳管式相变蓄热单元的蓄热特性研究

首先提出适合该系统的圆柱形壳管式相变材料(Phase Change Material, PCM)蓄热单元的结构形式;然后基于焓法建立了蓄热单元的数学模型,并利用文献结果对其进行了验证;以CaCl2·6H2O为相变材料,研究了蓄热单元的蓄热特性以及换热流体温度的变化规律,结果表明流体温度与流速都是影响其蓄热特性的重要因素,为季节性相变蓄能装置开发奠定了理论基础.     

基于超级电容器储能的独立光伏系统

以超级电容器作为储能装置,进行了千瓦级独立光伏系统的研制。在小信号模型的基础上对控制系统进行了设计,并应用SIMULINK仿真分析了系统的运行特性。仿真及实验结果表明,系统的总体效率为77.8%,超级电容器组的充放电效率为92.5%,系统在光伏输入功率大幅波动以及负载突变时具有很好的稳定性。为超级电容器应用于可再生能源发电和电能质量改善等领域中提供了较好的参考。     

固体蓄热装置蓄热过程模拟分析与实验研究

设计一种采用分组投切的固体蓄热装置,并以此设计搭建总加热功率150 kW的固体蓄热实验装置,搭建热物理参数非定值的数值计算方法,模拟出炉体的温度场分布,并与定值参数进行对比,得到热物理参数非定值与定值的温度曲线和蓄热量曲线;通过数值模拟和实验数据相结合的方法,确定非定值法数值计算方法的可行性;设计一种分组投切的加热方式...     

储能飞轮径向磁轴承的H∞鲁棒控制器

磁轴承已广泛应用于飞轮储能技术中,但磁轴承建模时存在不确定性问题,采用常规方法整定的控制器难以保证其优良的稳定性和抑制扰动能力。研究基于状态空间的径向磁轴承参数不确定H∞控制,运用于磁轴承状态反馈控制器设计中,并借助于MATLAB仿真工具给出了不同情况下H∞控制的仿真波形。研究结果表明:在所考虑的刚度参数不确定性范围内,基于H∞理论的控制器具有较好的稳定性、鲁棒性和抑制扰动能力。