智能电网之飞轮储能应用

电网频率的变动和偏差，对用户和原动机的影响和危害是众所周知的。电网频率的稳定性和准确性，是供电质量的重要指标。为了保证电网的可靠性与有效性，各电网运营部门必须使其区域的电网频率非常接近于50赫兹（Hz）。而只有当电力供应能够满足负载需求时，电网频率才能维持在一个稳定的水平。因此，电网运营者一直在寻找能够通过改变发电容量来满足负载需求从而使频率保持稳定的方法。

目前，我国主要是通过大型的水电站来进行调频。他们通过不断的增加或减少发电量来响应频率的变化。但是并不是所有的发电设备都能够在这种环境下可靠的工作。另外，不断地改变发电容量也会增加设备磨损、燃料使用、运营费用、能量损失、以及CO2和其他废物的排放。

在过去的10年内，美国的公司已经把飞轮储能系统用于电网调频，并且取得了良好的效果。与传统的变频方式相比，利用飞轮储能调频具有响应快、噪音小、运营成本低、维护费用低、零CO2温室气体、无其他排放物等优势。

飞轮储能系统，核心部件是一个飞轮转子，以一种强度高、重量轻的石墨和玻璃纤维复合材料制成，用树脂胶合。转子安装在金属轮毂和轴上，悬浮在组合使用永磁铁和电磁铁的磁性支架上，在几乎无摩擦的环境中运行。

装在轴上的还有一台独特的飞轮电动机兼发电机。当系统处在充电状态时，该机器是台电动机，起着负荷的作用。从市政电网汲取的能量驱动永磁电动机，使转子旋转并逐步加速到每分钟16000转，能量以动能的方式储存起来。而当系统收到要求供电的信号、进入放电状态时，该机器是台发电机，飞旋的转子以惯性动能驱动它，发出的电力回馈给电网。因此可以说，这个飞轮系统本身是个能量“电池”，高速转动时储存能量，需要时减速即可发电。

飞轮储能系统的优越性还包括：作为智能电网的一部分，能遥控，能检测；20年生命周期中完成数十万次充电-发电循环，按无维护操作而设计、建造；不需要燃料，不含危险化学物，避免潜在的地面污染。这些，都使其被誉为真正的可持续技术解决方案，受到行家的关注。