內蒙古作為我國重要的能源基地，新能源裝機居全國第一。新能源發電的間歇性和波動特性給電網的頻率穩定性和供電可靠性帶來了極大挑戰。具有高頻次、快響應和長壽命等優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級飛輪陣列協同控制與3MW鋰電組成混合儲能系統，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，比如數據中心突然斷電，為避免數據丟失，就需要儲能系統快速響應，快速啟動。

據了解，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-機多子系統集成、飛輪儲能陣列協調控制、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新成果，其中真空中大功率高速電動發電機、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境影響和充放電次數限制難題，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，將發揮高頻次物理儲能技術優勢，結合其他儲能技術彰顯最優效果，促進能源行業面向安全、綠色、高效的創新和變革。

來源：內蒙古自治區科技廳