摘要：针对风光等新能源对短时高频次储能的需求,本文开展了MW级飞轮阵列在风光储能基地示范应用研究。基于飞轮储能阵列的系统组成、工作原理和拓扑结构,首先开展了飞轮储能阵列系统设计,并在此基础上对风光储能基地增加飞轮阵列方案进行介绍。最后,基于搭建的飞轮阵列系统,分别于天津和青海风光储能基地开展了实验测试。测试结果表明:经过上千次的充放电循环,飞轮阵列系统运行稳定、可靠,其功率、容量和响应速度等均具有显著优势,为参与新能源调频任务奠定基础。

摘要：基于油田供电系统,研究了负载增减频繁和负荷冲击值较大情况下,发电机的功率响应不足问题。基于储能飞轮的技术特点,利用储能飞轮对绞车的功率需求进行功率补偿。本工作针对存在的问题做出目标优化设计,提出了绞车功率斜率分配调节方案,并搭建具体的实验平台进行验证。实验结果表明,投入飞轮可以使发电机的功率曲线得到较好地平滑,减少了机组功率投入约500 kW,提高了燃油效率和电源质量,同时兼顾回收利用下钻过程的势能,达到节能减排效果。

摘要：以250 kW/3 kW·h的磁悬浮储能飞轮为研究对象,通过理论分析、仿真计算、测试试验相结合的方式,研究储能飞轮转子系统的动力学特性。首先,基于转子动力学有限元法的Timoshenko梁理论推导出了转子单元的运动方程。其次,利用ANSYS软件分别对转子的临界转速和不平衡响应进行仿真有限元分析。最后,通过径向磁轴承的传感器采集位移信号,测试储能飞轮转子在升速过程中的振动波形,验证转子的动力学参数及仿真分析结果的准确性。通过转子的频谱瀑布图和振动位移响应曲线,与仿真分析的Campbell图和不平衡响应图进行对比。结果表明,测试试验结果与仿真分析结果一致。通过研究储能飞轮转子的转子动力学特性,设计出了合理的转子动力学的参数,并得到了试验验证。

摘要：针对轨道交通再生制动能量问题,本文开展基于磁悬浮飞轮阵列储能型制动能回收节能系统研究。通过分析牵引供电系统结构,分别对列车进站的制动方式和能耗特性进行了分析,并给出了增加储能装置前后的耗能对比情况。在此基础上,设计一种基于飞轮储能阵列的直流电能循环利用系统,可实现车辆进站制动能量的快速吸收和出站时的功率补偿,通过对飞轮阵列关键指标进行论证,确定了飞轮并联方案和容量配置。最后,搭建了飞轮阵列储能实验系统,通过飞轮对拖充放电控制和性能测试验证了系统的有效性,为城市轨道交通再生制动能量的回收和节能奠定基础。

摘要：根据开关磁阻电机的特性建立了储能飞轮的数学模型,采用Matlab/Simulink仿真分析了系统最大允许电流和电机开断角对系统控制性能的影响。设计了系统充放电控制方式,仿真结果表明,采用电流斩波与角度位置相结合的速度电流双闭环控制方式进行充电控制,采用电流斩波控制的电压电流双闭环控制方式进行放电控制,系统充放电过程具有响应速度快、稳态精度高的特点。最后通过仿真验证了开关磁阻式储能飞轮用作不间断电源的可行性。

摘要：由于运行寿命长、安全系数高、功率倍率高、功率响应速度快、控制精度高等特点,飞轮储能在火储联合调频领域的应用越来越受关注。本文解析了华中区域关于火电厂调频的补偿政策,获得了飞轮储能参与火储联合调频中影响经济收益的几个关键性能指标,并在一套500 kW/100 kW·h飞轮储能系统上进行了性能测试,依据测试结果,结合一台300 MW火电机组的自动控制发电(AGC)指令日典型数据,设计了一套飞轮储能系统和火电机组联合调频的控制策略,模拟运行并计算了调频补偿收益,对比火电机组单独参加调频获得的补偿收益,分析增加飞轮储能系统后所获得的额外收益,结果表明飞轮储能在火储联合调频应用中具有良好的全生命周期经济性。

摘要：本文基于飞轮三相永磁同步电机的特性,研究影响飞轮电机控制性能的干扰因素并对其特性进行分析。首先建立动基座条件下飞轮转子的动力学模型,在此基础上对影响电机性能的内外多源干扰进行建模和特性分析,给出详细的干扰模型以及所包含的结构类型。针对干扰所必需的输入参数,设计并实现了飞轮干扰状态的监测系统,获取飞轮实时转速、磁偏转角和基座振动等信息。最后,给出磁悬浮储能飞轮系统实验装置和飞轮参数,为飞轮电机干扰特性验证和干扰抑制方法提供必要基础。

摘要：针对港口岸桥负荷冲击对发电机组的影响,开展基于磁悬浮飞轮储能阵列的岸桥微网控制系统研究。采用飞轮阵列快速储能和释能优势,用于平抑岸桥负荷冲击,保持发电机组的理想加减载运行需求。介绍了微网控制系统组成和飞轮阵列充放电原理,给出了飞轮单机系统模型。在分析岸桥负荷特性和发电机组的加减载特性基础上,针对飞轮阵列系统的容量配置和控制策略进行了设计,提出了一种基于飞轮剩余电量和发电机组预期加载特性的飞轮充放电控制功率计算方法。以实际岸桥运行数据为依据进行了仿真分析,结果表明,该岸桥微网控制系统可长期稳定运行,飞轮阵列能有效平抑岸桥负荷的功率冲击。为了验证了飞轮阵列的协同控制特性,进行了飞轮对拖充放电实验测试,结果表明,飞轮阵列的响应特性、容量和功率均能满足岸桥微网系统设计需求。