基于數(shù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)預(yù)測(cè)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)簡(jiǎn)介飛輪儲(chǔ)能在調(diào)頻輔助服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻電站n

安全性方面：純物理儲(chǔ)能方式，

狀態(tài)透明，安全可靠n

壽命方面：飛輪儲(chǔ)能在20年壽命

期內(nèi)，不限充放電次數(shù)n

環(huán)境適應(yīng)性：溫度適應(yīng)范圍很寬，

節(jié)省溫控系統(tǒng)的電費(fèi)n

退役回收方面：殘值很高，主要

是金屬，回收處理簡(jiǎn)單，成本低鋰離子電池調(diào)頻電站n安全性：熱失控問(wèn)題難以解決，

國(guó)內(nèi)外已多次發(fā)生起火爆炸事故n壽命方面：大倍率、頻繁充放電，

壽命衰減很快，壽命可能小于投資

回收期n環(huán)境適應(yīng)性：電池壽命受溫度影

響很大，需要進(jìn)行嚴(yán)格的溫控n退役回收方面：回收處理工藝復(fù)

雜，成本高，需投入額外資金處理

廢舊電池VS飛輪儲(chǔ)能基本原理n基本構(gòu)成飛輪儲(chǔ)能本體由高速飛輪和同軸的電機(jī)（電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)）構(gòu)成，

純物理儲(chǔ)能方式n

工作原理l

充電模式：電機(jī)工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn),

電能

轉(zhuǎn)換為動(dòng)能儲(chǔ)存l

放電模式：電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，利用飛輪高速旋轉(zhuǎn)的慣性

帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，通過(guò)發(fā)電機(jī)將飛輪存儲(chǔ)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能輸出n能量計(jì)算公式飛輪儲(chǔ)能核心模塊l

飛輪位于真空環(huán)境的殼體中，采用五軸主動(dòng)磁懸浮軸承控制技術(shù)，沒(méi)有物理磨損，

能量轉(zhuǎn)換效率高，使用壽命超過(guò)20年l

飛輪本體轉(zhuǎn)速高達(dá)37000轉(zhuǎn)/分鐘，高功率密度l

連續(xù)充放電次數(shù)超過(guò)百萬(wàn)次，且可實(shí)現(xiàn)快充/快放l

通過(guò)OSHPD抗震認(rèn)證，設(shè)備安全性高飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)成

1

飛輪模塊：系統(tǒng)核心部件，可實(shí)現(xiàn)20年免維護(hù)圖形用戶(hù)界面：提供系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)功能設(shè)定

等功能

3

飛輪控制單元：實(shí)現(xiàn)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制、通

信等功能

4

磁力軸承控制單元：實(shí)現(xiàn)五軸主動(dòng)磁懸浮系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)

與控制功能

5

雙向變流器：對(duì)飛輪電機(jī)變頻電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，滿(mǎn)足

不同應(yīng)用場(chǎng)景接入電壓的要求

6

真空泵：維持飛輪殼體內(nèi)的真空度，以減少風(fēng)阻損

失，從而提高飛輪能量效率5341622飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品——VDC系列n

VDC

XXT型飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品規(guī)格基本參數(shù)最大額定功率450kW最大儲(chǔ)能6250kW?秒最高轉(zhuǎn)速37000轉(zhuǎn)/分鐘工作溫度-10oC

至40oC濕度90%

非凝露輸入輸入電壓(Vdc)400-600輸入電流15-50A

，可根據(jù)應(yīng)用調(diào)整輸出輸出電壓(Vdc)400-520，可根據(jù)應(yīng)用調(diào)整電壓調(diào)節(jié)率+/-

1%輸出紋波小于2%尺寸和重量尺寸（寬×深×高）762mm×762mm×1872mm重量820kg飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品——REGEN系列n

REGEN型飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品規(guī)格基本參數(shù)最大額定功率150kW最大儲(chǔ)能2250kW?秒工作溫度0oC

至

50oC濕度90%

非凝露直流接口直流電壓750Vdc/1500Vdc（可根據(jù)需要調(diào)整）直流電壓167Adc@750Vdc電壓調(diào)節(jié)率+/-

1%輸出紋波小于2%交流接口（可選）交流接口380VAC（可根據(jù)需要調(diào)整）尺寸和重量尺寸（寬×深×高）760mm×760mm×2260mm重量940kg飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品——SDC系列n

SDC系列能量型飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)品型號(hào)SDC

60SDC

100SDC200額定功率300kW500kW500kW儲(chǔ)能量60kWh100kWh200kWh放電時(shí)間15min@240kW15min@400kW30min@400kW設(shè)備尺寸1.2m×1.2m×1m1.8m×1.8m×1m1.8m×1.8m×2m設(shè)備重量3000kg5000kg10000kg飛輪儲(chǔ)能陣列系統(tǒng)n主要技術(shù)特點(diǎn)l可滿(mǎn)足直流電網(wǎng)和交流電網(wǎng)不同電壓規(guī)格的接

入要求l

系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，組態(tài)靈活，兼容

性強(qiáng)，擴(kuò)容方便，滿(mǎn)足不同容量、不同功率的

飛輪儲(chǔ)能需求l采用智能化的飛輪陣列管理系統(tǒng)，集成了數(shù)據(jù)

監(jiān)測(cè)控制子系統(tǒng)和能量管理子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛

輪陣列的全方位管控l

系統(tǒng)提供對(duì)外通信和調(diào)度接口，可接受本地和

遠(yuǎn)方的調(diào)度指令，進(jìn)行充放電控制l

系統(tǒng)充放電響應(yīng)速度快，一致性好l每臺(tái)飛輪儲(chǔ)能單元的電量狀態(tài)（SOC）和轉(zhuǎn)速

直接對(duì)應(yīng)，SOC完全透明，可精確控制飛輪陣

列內(nèi)的每一臺(tái)飛輪儲(chǔ)能單元同步充電或放電飛輪儲(chǔ)能核心技術(shù)高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)技術(shù)IGBT電力電子

變換技術(shù)五軸主動(dòng)磁懸浮

軸承及控制技術(shù)高速飛輪材料

及工藝技術(shù)飛輪儲(chǔ)能核心優(yōu)勢(shì)l高安全：純物理儲(chǔ)能過(guò)程，狀態(tài)透明，安全可控；通過(guò)UL

認(rèn)證/CE認(rèn)證/OSHPD抗震認(rèn)證;可驗(yàn)證的1500套現(xiàn)場(chǎng)安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)l

長(zhǎng)壽命：核心部件長(zhǎng)達(dá)20年使用壽命，磁懸浮軸承免更換；產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行時(shí)間已長(zhǎng)達(dá)12年l快充放：毫秒級(jí)快速充放電能力，功率密度大l寬溫域：運(yùn)行溫度范圍，無(wú)需精密空調(diào)環(huán)境l低成本：使用壽命長(zhǎng)，占地面積小，節(jié)省設(shè)備更換成本和

使用成本，全生命周期成本低l無(wú)污染：全生命周期無(wú)污染，綠色環(huán)保l易回收：退役回收利用率高，處理簡(jiǎn)單，成本低飛輪儲(chǔ)能UPS

VS

鉛酸蓄電池UPS某銀行電池火災(zāi)導(dǎo)致?lián)p失2億人民幣VYCON飛輪系統(tǒng)傳統(tǒng)蓄電池系統(tǒng)初期設(shè)備采購(gòu)高低配套成本低高，需要電池架、開(kāi)關(guān)箱、

電池

連接線等配件成本安裝成本低，對(duì)使用環(huán)境無(wú)特殊要求，室溫

條件下即可使用高，需要專(zhuān)門(mén)的電池間放置，

電

池間需要防爆燈，煙感，氣滅，

電池監(jiān)測(cè)，防爆風(fēng)機(jī)的設(shè)備投入使用壽命20年5-6年運(yùn)行成本低，無(wú)需空調(diào)降溫高，為保障蓄電池性能穩(wěn)定需要

精密空調(diào)控制溫度，制冷費(fèi)用高。需要配套電池監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維工作量小，年度巡檢，巡檢工作量小大，每季度需要安排巡檢，巡檢

工作量大占地面積小，

占地面積是蓄電池的1/3大環(huán)保綠色環(huán)保，全生命周期無(wú)環(huán)境污染

問(wèn)題鉛酸電池的生產(chǎn)、使用、回收過(guò)

程均可能產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)題安全性安全性高低，存在火災(zāi)、爆炸等安全隱患可靠性可通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)及人機(jī)交互界面實(shí)

時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)由蓄電池引起的問(wèn)題占UPS故障的

30%每月每季半年每年/首次系統(tǒng)浮充電壓XXXX充電電流XXXX溫度、散熱、柜體和蓄電池XXXX蓄電池、電池架和清潔檢查XXXX單體電壓XX單體內(nèi)阻（連接電阻、離子

電導(dǎo)性和

極板表面電解質(zhì)）XXX負(fù)極端子溫度XX放電期間單體連接電阻XX端子連接X(jué)充電器的直流紋波X深度放電X飛輪儲(chǔ)能UPS——應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)中心醫(yī)院3

賭場(chǎng)/機(jī)場(chǎng)廣電系統(tǒng)應(yīng)急移動(dòng)電源車(chē)工業(yè)企業(yè)/電子廠房12465飛輪儲(chǔ)能UPS——應(yīng)急電源車(chē)解決方案n

主要特點(diǎn)l

采用免蓄電池的完全磁懸浮飛輪儲(chǔ)能UPS

，技術(shù)先進(jìn)

，

安全可靠，顯著提高供電可靠性l

飛輪儲(chǔ)能裝置的體積小，大大減小了車(chē)內(nèi)的占地面積

，

節(jié)省投資l

飛輪儲(chǔ)能裝置具有長(zhǎng)達(dá)20年使用壽命，不限充放電次

數(shù)l

飛輪儲(chǔ)能裝置的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，無(wú)需精密空調(diào)來(lái)控制

車(chē)內(nèi)環(huán)境溫度l

飛輪儲(chǔ)能裝置經(jīng)美國(guó)OSHPD抗震認(rèn)證，滿(mǎn)足各種路況

的運(yùn)輸條件l

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行使用操作簡(jiǎn)單，方便在各種應(yīng)用場(chǎng)合快捷部

署飛輪儲(chǔ)能在地鐵再生制動(dòng)能量回收領(lǐng)域的應(yīng)用l

地鐵列車(chē)多采用交流變頻調(diào)壓（VVVF）調(diào)速系統(tǒng)，在制動(dòng)時(shí)列車(chē)使用制動(dòng)電阻來(lái)消耗列

車(chē)減速或制動(dòng)時(shí)的再生能量。采用這種方法，列車(chē)制動(dòng)能量以熱能形式白白浪費(fèi)掉，電

力消耗巨大不容忽視。同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢熱，使地鐵隧道和車(chē)站內(nèi)的溫度升高，增加地

鐵通風(fēng)成本l

采用飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行再生制動(dòng)能量回收利用，可以節(jié)能，節(jié)省總運(yùn)營(yíng)成本的3%DC

DC

DC飛輪儲(chǔ)能在地鐵再生制動(dòng)能量回收領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)始

CMDModbus控制器地鐵公用設(shè)施電力480VAC，3ФI

線

V

線完全充滿(mǎn)電線!DCACAC!

t!

t

t整流器

01FWU2

FWU3

FWU4整流器

02顯示顯示顯示顯示軌道

DC總線狀態(tài)和

控制VYCON

RR500FWM3FWM2!

tWESS實(shí)時(shí)ACAC開(kāi)關(guān)設(shè)FWU1!充電中FWM4FWM1放電就緒就緒I

線啟動(dòng)DC備飛輪儲(chǔ)能在地鐵再生制動(dòng)能量回收領(lǐng)域的應(yīng)用n主要優(yōu)勢(shì)l

降低地鐵運(yùn)營(yíng)成本通過(guò)儲(chǔ)存再生制動(dòng)的電能可節(jié)省15%左右的牽引電力，達(dá)到節(jié)能的目的l

對(duì)交流電網(wǎng)無(wú)沖擊直流系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)能量回收利用，對(duì)交流電網(wǎng)無(wú)沖擊l

改善直流供電系統(tǒng)質(zhì)量在低電位時(shí)提供電壓支持，控制和降低因大范圍負(fù)載波動(dòng)而引起的供電母線的電

壓變化l

減少隧道內(nèi)的熱量，降低環(huán)控成本減少由制動(dòng)電阻產(chǎn)生的廢熱，降低環(huán)控系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。l

可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊化設(shè)計(jì)，便于系統(tǒng)擴(kuò)容。可動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)閾值，根據(jù)不同運(yùn)營(yíng)條件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)