內蒙古作為我國重要的能源基地，新能源裝機居全國第一。新能源發(fā)電的間歇性和波動特性給電網的頻率穩(wěn)定性和供電可靠性帶來了極大挑戰(zhàn)。具有高頻次、快響應和長壽命等優(yōu)勢的先進飛輪儲能技術是解決電網高頻次頻率波動的有效方法，是智能電網的重要支撐和發(fā)展方向。近日，由中海油新能源二連浩特風電有限公司牽頭，聯(lián)合北京泓慧、中科院、清華大學、武漢大學、內蒙古科技大學、內蒙古工業(yè)大學、核理化院、中核匯能有限公司等單位共同實施的自治區(qū)科技重大專項“MW級飛輪儲能關鍵技術研究”項目示范工程在二連浩特市成功并網。該項目為“飛輪儲能+鋰電混合儲能”新能源場站調頻應用，3臺1MW級飛輪陣列協(xié)同控制與3MW鋰電組成混合儲能系統(tǒng)，為二連浩特99MW的風電場提供調頻輔助服務支持。



“飛輪儲能是利用低摩擦環(huán)境中高速旋轉的轉子來存儲能量，其工作原理是，利用電能加速飛輪，將電能轉化為機械能儲存起來。當需要用電時，飛輪帶動發(fā)電機組，再將機械能轉化為電能。”中海油新能源二連浩特風電有限公司項目經理魏曉鋼介紹，這種方式儲能優(yōu)勢很明顯，因為是電能與機械能的轉化，相對而言污染性較小。此外，飛輪儲能功率密度比較高，啟動速度也比較快，這對于一些特定場景非常實用，比如數(shù)據(jù)中心突然斷電，為避免數(shù)據(jù)丟失，就需要儲能系統(tǒng)快速響應，快速啟動。

據(jù)了解，該項目2020年實施以來，科研團隊針對飛輪儲能涉及的力學、電磁學、熱學、電力系統(tǒng)和控制等多學科交叉問題進行深入研究，突破了大儲能量高強鋼及復合材料轉子設計及制造、大容量高速永磁電動發(fā)電機低損耗設計、高效率大容量變流器及其充放電控制、高可靠大承載磁軸承及其控制、飛輪儲能磁-電-熱-機多子系統(tǒng)集成、飛輪儲能陣列協(xié)調控制、飛輪儲能陣列參與電網高頻次一次調頻控制等關鍵技術，取得具有完全自主知識產權的創(chuàng)新成果，其中真空中大功率高速電動發(fā)電機、飛輪儲能高頻次充放電控制達到國際領先水平。截至目前，該項目申請獲批發(fā)明專利24項、實用新型專利8項、軟著15項。

“飛輪儲能在電網中的廣泛應用可解決電化學儲能面臨的環(huán)境影響和充放電次數(shù)限制難題，大大提高電網運行的安全性及新能源消納比例。”中核匯能副總經理謝波介紹，在“雙碳”背景下，飛輪儲能作為制造型能源，將發(fā)揮高頻次物理儲能技術優(yōu)勢，結合其他儲能技術彰顯最優(yōu)效果，促進能源行業(yè)面向安全、綠色、高效的創(chuàng)新和變革。

來源：內蒙古自治區(qū)科技廳