飛輪儲能系統(tǒng)及其在風(fēng)電場站中的應(yīng)用

1、飛輪儲能系統(tǒng)及其在風(fēng)電場站中的應(yīng)用高性能磁懸浮飛輪儲能技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域:關(guān)鍵電源保障、電力領(lǐng)域微電網(wǎng)、 新能源配套、輔助調(diào)頻；電能質(zhì)量電力動態(tài)增容；能量回收領(lǐng)域可以在軌道交通 進(jìn)行再生能量回收，在油田系統(tǒng)進(jìn)行能量回收；國防領(lǐng)域等方面。-沈陽微控新能源市場技術(shù)支持部產(chǎn)品經(jīng)理王智勇11月28日由中國長江經(jīng)濟(jì)帶可再生能源裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、江蘇省南京 市新型電力（智能電網(wǎng)）裝備集群、江蘇省可再生能源行業(yè)協(xié)會、協(xié)鑫新能源控 股有限公司聯(lián)合主辦的“2019第九屆加強(qiáng)應(yīng)用長江經(jīng)濟(jì)帶“一帶一路”新能源 創(chuàng)新發(fā)展論壇暨首屆新型電力（智能電網(wǎng)）技術(shù)裝備發(fā)展大會”在南京盛大開幕。 北極星太陽能光伏網(wǎng)作為戰(zhàn)略合作媒

2、體對大會進(jìn)行全程直播。沈陽微控新能源市場技術(shù)支持部產(chǎn)品經(jīng)理王智勇做高性能磁懸浮飛輪儲能技術(shù)與應(yīng)用主題演講。沈陽微控新能源市場技術(shù)支持部產(chǎn)品經(jīng)理王智勇直播專題：第九屆加強(qiáng)應(yīng)用長江經(jīng)濟(jì)帶“一帶一路”新能源創(chuàng)新發(fā)展論壇 以下為發(fā)言實(shí)錄：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位來賓、大家下午好，很榮幸代表沈陽微控物理儲能研 究有限公司在這里做匯報(bào)，我匯報(bào)題目是：高性能磁懸浮飛輪儲能技術(shù)與應(yīng)用。 第一個匯報(bào)飛輪技術(shù)簡介；第二個飛輪儲能系統(tǒng)在風(fēng)電場站應(yīng)用。公司總部位于中國沈陽高端裝備制造產(chǎn)業(yè)園，在深圳和美國洛杉磯設(shè)有研發(fā) 中心，在國內(nèi)多個城市設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，微控新能源通過對美國VYCON、INC美國 境內(nèi)收購技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式，建成

3、唯一可以量產(chǎn)磁懸浮飛輪儲能生產(chǎn)線，我們已經(jīng)超 過1900臺，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、加工制造業(yè)、電信、醫(yī)療、交通運(yùn)輸?shù)刃?業(yè)。我們技術(shù)來源是美國VYCON公司，是專業(yè)磁懸浮飛輪儲能產(chǎn)品與服務(wù)的供應(yīng) 商，是全球唯一在軌道交通行業(yè)大規(guī)模部署飛輪儲能產(chǎn)品的科技公司，這個項(xiàng)目 是在美國洛杉磯地鐵紅線2014年部署，掌握了全球領(lǐng)先的磁懸浮飛輪儲能技術(shù)， 擁有24項(xiàng)發(fā)明專利，具有成熟的商業(yè)化應(yīng)用，全國有1900套磁懸浮飛輪系統(tǒng)應(yīng) 用。微控已申請國家發(fā)明專利16項(xiàng)，實(shí)用新型2項(xiàng)，外觀設(shè)計(jì)2項(xiàng)，以下是我 們公司取得一些專利。介紹一下儲能技術(shù)的對比，飛輪儲能技術(shù)和傳統(tǒng)化學(xué)電池 相比，在功率密度、循環(huán)次數(shù)、使用壽命

4、具有明顯的優(yōu)勢。第一代飛輪體積大， 損耗也大；第二代機(jī)械軸承+磁力卸載機(jī)械軸承中速飛輪；現(xiàn)在第三代飛輪是磁 懸浮高速飛輪，能量密度高、損耗、使用壽命長。飛輪儲能系統(tǒng)本體由高速飛輪 和同軸的電動/發(fā)動機(jī)構(gòu)成。充電時采用電動機(jī)工作模式，利用電動機(jī)驅(qū)動飛輪 進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，電能旋轉(zhuǎn)化為機(jī)械能完全充電過程，放電時采用高速旋轉(zhuǎn)慣性， 旋轉(zhuǎn)化成電能輸出，飛輪儲能融合飛輪材料學(xué)、軸承、電機(jī)、轉(zhuǎn)子動力學(xué)、電力 電子綜合性技術(shù)。飛輪儲能產(chǎn)品基本構(gòu)成。一直在旋轉(zhuǎn)組成電動機(jī)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，我們上部和 下部這一組磁懸浮軸承系統(tǒng)，這個外殼形成飛輪儲能外殼，下面是飛輪本體，動 能儲存在這里。這部分是分解圖，飛輪產(chǎn)品核心技術(shù)有

5、以下幾個方面：磁懸浮軸 承及控制技術(shù)，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到37000rpm；飛輪材料及工藝技術(shù)采用航天級合 金鋼材料，精密加工工藝，使用壽命長達(dá)20年；高速電機(jī)技術(shù)、大功率電力電 子變換技術(shù)；安全保護(hù)技術(shù)，我們有一套獨(dú)立的自控電系統(tǒng)，在磁懸浮軸承以外 額外配置保護(hù)軸承，遇到劇烈振動或者徹底斷電通過保護(hù)軸承讓飛輪在殼體內(nèi)穩(wěn) 步停機(jī)，同時還具有狀態(tài)透明檢測功能，可以實(shí)時檢測位置之真空度、溫度、振 動、電氣量。認(rèn)證方面通過UL認(rèn)證、CE認(rèn)證和美國OSHPD抗震認(rèn)證，以下是我 們?nèi)〉玫恼J(rèn)證證書。飛輪儲能核心優(yōu)勢，一個是高安全性，我們能量存儲和轉(zhuǎn)速掛鉤，使用壽命 核心部件達(dá)到20年使用壽命，磁懸浮軸承免更換，

6、產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行時間已長達(dá)12 年，快充放，寬溫域，和電池比在零下10度到零說50度穩(wěn)定運(yùn)行，不需要精密 空調(diào)環(huán)境運(yùn)行；成本低、無污染、易回收。這個一飛輪產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)柜結(jié)構(gòu)，飛輪模 塊、圖像用戶界面、核心控制單元監(jiān)控能量輸出請求并控制包括飛輪充電、放電 在內(nèi)的子系統(tǒng)；磁力軸承控制單元；還有雙向能量轉(zhuǎn)換器，對外實(shí)現(xiàn)交流與直流 之間的變頻和轉(zhuǎn)換；真空泵，減少里面風(fēng)阻，提高能量效率。這是飛輪產(chǎn)品主要型號VDCXXT型系列，單臺功率450KW。應(yīng)用領(lǐng)域主要是 數(shù)據(jù)中心、電信、醫(yī)療、交通、工業(yè)等關(guān)鍵電力保障。REGEN是城市軌道交通、 電力調(diào)頻、微電網(wǎng)等場景下，我們磁懸浮飛輪儲能產(chǎn)品可以進(jìn)行滿足兆瓦級、十 兆瓦

7、級需求，可以接受本地或者遠(yuǎn)方調(diào)度指令進(jìn)行快速充放電；每臺飛輪SOE 和轉(zhuǎn)速直接對應(yīng)，可以精確控制飛輪儲能單元同步充放電，一致性好。飛輪儲能 主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個，在電力領(lǐng)域微電網(wǎng)、新能源配套、輔助調(diào)頻；電能質(zhì) 量電力動態(tài)增容；能量回收領(lǐng)域可以在軌道交通進(jìn)行再生能量回收，在油田系統(tǒng) 進(jìn)行能量回收；國防領(lǐng)域就是脈沖電源。這是微控主要客戶及合作伙伴，涉及全 球多家知名單位。第二部分講飛輪儲能系統(tǒng)在風(fēng)電場站中的應(yīng)用。電力行業(yè)的主要應(yīng)用領(lǐng)域火 電機(jī)組+飛輪儲能聯(lián)合調(diào)頻，新能源配電飛輪儲能等。飛輪儲能技術(shù)在風(fēng)電場有 以下幾個功能：平抑波動，跟蹤極化曲線，移峰填谷；平抑功率波動短期波動配 置儲能裝置功率和

8、容量較小，長期波動配置儲能和容量較大。跟蹤發(fā)電計(jì)劃曲線 根據(jù)強(qiáng)調(diào)下達(dá)的發(fā)電計(jì)劃。削峰填谷，在風(fēng)力發(fā)電輸出功率受限時進(jìn)行配送電網(wǎng)。 頻率調(diào)節(jié)，高頻儲能系統(tǒng)充電，低頻儲能系統(tǒng)放電。與傳統(tǒng)鋰電池相比，鋰電池屬于能量型產(chǎn)品，我們是功率型產(chǎn)品。鋰電池適 合領(lǐng)域在調(diào)峰，我們適用一次調(diào)頻、二次調(diào)頻，我們和鋰電池組成混合的調(diào)頻系 統(tǒng)來進(jìn)行二次調(diào)頻。風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)，具有隨機(jī)性、波動性、間歇性，有反調(diào)特 性、低出力概率高、可信裝機(jī)容量低，脫網(wǎng)與故障影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。這是風(fēng)電參 與調(diào)頻相關(guān)政策。火電調(diào)頻各地出臺發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則和并網(wǎng)發(fā)電廠 輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則，通過兩個細(xì)則對發(fā)電廠考核和補(bǔ)償，在2016年風(fēng)

9、電機(jī) 組虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)要求和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的公布，這是相關(guān)政策，各位領(lǐng)導(dǎo)已 經(jīng)講過了。風(fēng)電調(diào)頻技術(shù)指標(biāo)，響應(yīng)滯后時間長，響應(yīng)時間長，調(diào)節(jié)時間長及頻率調(diào)節(jié) 偏差大，測頻精偏差大，包括儲能系統(tǒng)的一次調(diào)頻組合控制調(diào)頻策略，首先響應(yīng) 快速和靈活的優(yōu)勢，儲能彌補(bǔ)風(fēng)機(jī)盲目，避免轉(zhuǎn)速控制有限，頻繁動作降低其壽 命的缺點(diǎn)，在滿足系統(tǒng)調(diào)頻需求的同時，降低了儲能成本和機(jī)組折舊，提高了風(fēng) 滁的運(yùn)行效率。飛輪儲能參與峰巔一次調(diào)頻部署方案，按需配置一定容量的飛輪 儲能系統(tǒng)，飛輪儲能系統(tǒng)接于690V或35KV側(cè)，系統(tǒng)改造簡單，利用飛輪儲能快 速響應(yīng)、雙向調(diào)節(jié)能力，提高一次調(diào)頻技術(shù)指標(biāo)，提高風(fēng)電輸出功率的穩(wěn)定性和 可控性。利用儲能系統(tǒng)二次調(diào)頻，主要是通過實(shí)時調(diào)節(jié)電網(wǎng)中調(diào)頻電源的有功處 理，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率的控制，要求響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)精度高等。對于短時間小功率指令飛輪儲能單獨(dú)出力，大功率指令優(yōu)先飛輪系統(tǒng)承擔(dān)指 令初期尖峰功率需求，飛輪儲能單獨(dú)出力無法滿足時，就由鋰電池系統(tǒng)配合出力， 通過配置飛輪儲能增大系統(tǒng)的出力，這樣的可以延長鋰電池使用壽命，通過提高 調(diào)節(jié)精度，飛輪短時