智能電網(wǎng)之飛輪儲能應用

電網(wǎng)頻率的變動和偏差，對用戶和原動機的影響和危害是眾所周知的。電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性和準確性，是供電質量的重要指標。為了保證電網(wǎng)的可靠性與有效性，各電網(wǎng)運營部門必須使其區(qū)域的電網(wǎng)頻率非常接近于50赫茲(Hz)。而只有當電力供應能夠滿足負載需求時，電網(wǎng)頻率才能維持在一個穩(wěn)定的水平。因此，電網(wǎng)運營者一直在尋找能夠通過改變發(fā)電容量來滿足負載需求從而使頻率保持穩(wěn)定的方法。

目前，我國主要是通過大型的水電站來進行調頻。他們通過不斷的增加或減少發(fā)電量來響應頻率的變化。但是并不是所有的發(fā)電設備都能夠在這種環(huán)境下可靠的工作。另外，不斷地改變發(fā)電容量也會增加設備磨損、燃料使用、運營費用、能量損失、以及CO2和其他廢物的排放。

在過去的10年內，美國的公司已經(jīng)把飛輪儲能系統(tǒng)用于電網(wǎng)調頻，并且取得了良好的效果。與傳統(tǒng)的變頻方式相比，利用飛輪儲能調頻具有響應快、噪音小、運營成本低、維護費用低、零CO2溫室氣體、無其他排放物等優(yōu)勢。

飛輪儲能系統(tǒng)，核心部件是一個飛輪轉子，以一種強度高、重量輕的石墨和玻璃纖維復合材料制成，用樹脂膠合。轉子安裝在金屬輪轂和軸上，懸浮在組合使用永磁鐵和電磁鐵的磁性支架上，在幾乎無摩擦的環(huán)境中運行。

裝在軸上的還有一臺獨特的飛輪電動機兼發(fā)電機。當系統(tǒng)處在充電狀態(tài)時，該機器是臺電動機，起著負荷的作用。從市政電網(wǎng)汲取的能量驅動永磁電動機，使轉子旋轉并逐步加速到每分鐘16000轉，能量以動能的方式儲存起來。而當系統(tǒng)收到要求供電的信號、進入放電狀態(tài)時，該機器是臺發(fā)電機，飛旋的轉子以慣性動能驅動它，發(fā)出的電力回饋給電網(wǎng)。因此可以說，這個飛輪系統(tǒng)本身是個能量“電池”，高速轉動時儲存能量，需要時減速即可發(fā)電。

飛輪儲能系統(tǒng)的優(yōu)越性還包括：作為智能電網(wǎng)的一部分，能遙控，能檢測;20年生命周期中完成數(shù)十萬次充電-發(fā)電循環(huán)，按無維護操作而設計、建造;不需要燃料，不含危險化學物，避免潛在的地面污染。這些，都使其被譽為真正的可持續(xù)技術解決方案，受到行家的關注。