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飞轮储能技术及其构网应用展望 (Flywheel Energy Storage Technology and Its Prospects for Grid-Forming Applications)
飞轮储能技术及其构网应用展望
| 作者 | 唐西胜 · 娄彦涛 · 戴兴建 · 汪泰安 · 孙大南 · 丘明 |
| 期刊 | 电力系统自动化 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 49 卷 第 11 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 构网型GFM 调峰调频 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 新型电力系统 飞轮储能 飞轮阵列 构网型储能 虚拟惯量 唐西胜 娄彦涛 戴兴建 汪泰安 孙大南 丘明 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
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随着新能源发电与电力电子设备并网比例不断提升,电力系统对惯量响应、故障暂态支撑及快速调频调压等构网能力需求日益突出。飞轮储能作为一种短时高功率的物理储能技术,在电网高频次快速调节中具有广阔应用前景。本文综述高速飞轮储能技术的发展现状,提出以功率、储能量和转速为核心的“技术强度”综合评价指标,分析国内外技术发展趋势,探讨单机在磁悬浮轴承、高强度转子、真空散热与轴系振动抑制等方面的关键技术挑战,并指出飞轮阵列构网需优化集成架构、协同控制与能量管理,提升整体响应速度与暂态性能。
随着新能源发电及电力电子设备接入电网比例的持续上升,电力系统惯量响应、故障暂态支撑、快速调频调压等构网需求凸显,飞轮储能作为一种短时高功率的物理储能技术,在电力系统快速高频次调节的构网运行中应用前景广阔.文中主要介绍了当前高速飞轮储能技术的发展和应用现状,基于功率、储能量和转速3个核心参量提出了"技术强度"这一飞轮储能的综合性指标,并以此为参考,分析了国内外飞轮储能的技术发展趋势,提出了飞轮储能单机在磁悬浮轴承、高强度转子、真空散热和轴系振动抑制等方面需要重点解决的技术问题,指出飞轮阵列构网运行需要实现集结架构、协同控制与能量管理的优化,并需要提升阵列整体响应能力和暂态特性.
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SunView 深度解读
飞轮储能的高频次快速调节特性与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统形成技术互补。其毫秒级惯量响应能力可增强构网型GFM控制的暂态支撑性能,优化虚拟同步机VSG的频率电压调节速度。飞轮阵列的协同控制与能量管理策略可借鉴应用于ESS集成方案的多机并联架构,提升系统整体响应速度。磁悬浮轴承与振动抑制技术对高功率密度储能变流器的散热与可靠性设计具有参考价值。建议在光储一体化项目中探索飞轮与电化学储能混合配置,利用飞轮承担高频调频,延长电池循环寿命,增强电网构网能力。