中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2019年7月，由盾石磁能科技有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱“盾石磁能科技”）開發(fā)的1MW GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)成功應(yīng)用于北京地鐵房山線廣陽(yáng)城站，首次實(shí)現(xiàn)了飛輪儲(chǔ)能技術(shù)在城市軌道交通列車再生制動(dòng)能量回收中的應(yīng)用。
城市軌道交通列車啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁，列車制動(dòng)時(shí)可回收的能量占牽引總能耗的40%左右。傳統(tǒng)城市軌道交通列車能源回收主要利用制動(dòng)電阻、逆變回饋裝置等，普遍存在能量回收效果差、附加通風(fēng)能耗大、諧波干擾強(qiáng)等問(wèn)題。飛輪儲(chǔ)能技術(shù)是一種物理儲(chǔ)能技術(shù)，除了可以有效解決上述問(wèn)題，還具有使用壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
GTR飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)集成了材料學(xué)、復(fù)合材料轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、電機(jī)控制等眾多前沿技術(shù)，飛輪轉(zhuǎn)速高達(dá)36000轉(zhuǎn)/分鐘，具有毫秒級(jí)功率響應(yīng)、千萬(wàn)次循環(huán)壽命以及每小時(shí)上百次的充放電的特性，能夠很好地適應(yīng)城市軌道交通列車頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的特點(diǎn)，且相比鋼質(zhì)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，具有體積小、重量輕、功率動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、單位時(shí)間充放電頻次高等特點(diǎn)。
該系統(tǒng)研制過(guò)程中突破了多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)：一是多層復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子技術(shù)，使得飛輪重量和體積大大減小，有效提升了飛輪轉(zhuǎn)子強(qiáng)度和安全性能，使其能夠滿足36000轉(zhuǎn)/分鐘的高速要求；二是大功率高速永磁電機(jī)和永磁懸浮軸承技術(shù)，大幅降低了高速飛輪電機(jī)定、轉(zhuǎn)子及磁軸承發(fā)熱損耗，實(shí)現(xiàn)了短時(shí)、頻繁充放電特性，從而能夠有效滿足地鐵每小時(shí)上百次的充放電工況需求，使用壽命可達(dá)20年以上；三是兆瓦級(jí)飛輪陣列控制技術(shù)解決了飛輪在工程化應(yīng)用過(guò)程中的協(xié)同控制問(wèn)題，使得飛輪儲(chǔ)能可達(dá)到幾十兆瓦，能夠靈活滿足用戶對(duì)容量的不同需求。
據(jù)測(cè)算，1MW GTR飛輪儲(chǔ)能裝置每年可節(jié)約50萬(wàn)度電，還兼具有減少地鐵熱排放、改善列車牽引供電質(zhì)量等附加價(jià)值。GTR飛輪儲(chǔ)能技術(shù)除在城市軌道交通應(yīng)用之外，未來(lái)還可廣泛應(yīng)用于高鐵、航空航天、醫(yī)療、電網(wǎng)等領(lǐng)域，市場(chǎng)前景廣闊。
本期關(guān)鍵詞：
飛輪儲(chǔ)能裝置
飛輪儲(chǔ)能裝置是采用電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)行儲(chǔ)能的裝置，由飛輪儲(chǔ)能轉(zhuǎn)子、電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)、磁懸浮軸承、電力變換裝置，以及真空、冷卻等輔助裝置組成。當(dāng)充電時(shí)，電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)帶動(dòng)飛輪儲(chǔ)能轉(zhuǎn)子加速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)外部電能轉(zhuǎn)換成飛輪動(dòng)能進(jìn)行存儲(chǔ)；當(dāng)放電時(shí)，電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)帶動(dòng)飛輪儲(chǔ)能轉(zhuǎn)子減速，將飛輪內(nèi)部的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能向外部釋放。
