储能网讯：2017年4月24-26日，第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开，来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表，围绕产业热点话题，发表了一系列精彩演讲，索比储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间，盾石磁能科技技术总工赵思锋先生在“先进储能技术专场”，以《高功率飞轮储能技术的发展与应用》为题发表演讲，现将演讲主要内容发布，以飨读者。

盾石磁能科技技术总工赵思锋

赵思锋：各位专家、各位嘉宾大家下午好。非常高兴能够有这样一个机会和大家一起学习，我是来自盾石磁能科技有限责任公司的，我讲解过程中可能不是特别的完善，请大家多多包含。我演讲的题目叫做高功率飞轮储能技术的发展与应用，我想主要从这三个方面向大家汇报，第一个是飞轮的一个简单概述，第二个是高功率GTR飞轮，第三个是应用案例。

首先对我们公司进行一个简单的介绍，盾石磁能科技有限责任公司注册资本是1亿元人民币，位于河北省唐山市，公司是河北省的科技型中小企业，河北省创新驱动发展示范企业，我们公司也世界上先进的飞轮储能技术，投资建设磁飞轮制造与测试平台。飞轮储能的原理很简单，利用高速旋转体来进行能量的存储，通过飞轮内部的电动发电一体机实现能量的存储和释放。飞轮技术的发展，大概在100多年前就有人提出了飞轮储能技术，直到上世纪90年代由于这个高强度的复合材料磁悬浮技术、电力电子技术的突破才进入到商业化应用阶段。国内主要是有盾石磁能科技有限公司以及清华大学在做这方面的研究和商业应用。技术分类我想可以从这两个角度来分，一个是能量型的飞轮，还有一个是功率型的飞轮。飞轮储能的关键技术我们概括就是这几个方面，第一个是转子技术，转子材料这方面高强度的碳纤维缠绕技术，张力的控制以及热稳定性，还有发热控制、高速电机控制等等，包括大功率、高频输出的高速电机的稳定控制技术，还有轴承技术、动力学分析技术、材料技术等多种技术，飞轮技术是一种多学科交叉的技术，相对门槛高一些的一种储能技术。

下面介绍一下国内外的主要应用，首先是有这种兆瓦级的飞轮电厂，为智能电网提供系统调频服务，提高电网的稳定性。其次是利用这个飞轮频繁充放大功率的特性，在轨道交通这种再生制动能量的回收，牵引网压支撑。还有够是平抑光伏风电波动，延迟蓄电池寿命、削峰填谷，调节电网母线频率稳定。还有一个是在这个UPS务领域这种不间断电源，比如说助理这种柴油机启动。下面向大家汇报一下这个高功率GTR飞轮，我们这个飞轮的技术来源最初是来自于URENCO公司，是一家核工业技术公司。这是我们飞轮组成系统的剖面图，这个地方是它的被动磁轴承部分，这个地方是电机的定子，这个地方是转子的外转子结构，高速旋转的转子。核心技术主要是：第一，碳纤维复合材料转子，这个是高强度、抗拉伸、MLC软磁嵌入工艺。第二，被动磁轴承，第三是高速永磁电机。GTR飞轮技术属于高转速小转动惯量大功率技术路线，这是我们装置的一些简单的参数，高比功率是3000W/Kg，充放电频率可以这样理解，就是说可以在90秒时间内可以完成15秒的充15秒的放，90秒的周期循环。还有就是超长的寿命，1千万次大于20年循环寿命。这个地方介绍的是我们飞轮的一个简单的工作逻辑，这个飞轮由静止状态首先是一个加速，加速到30赫兹的时候会进行一个自身损耗的测试，小于它的限定值的时候会再次加速。这是我们的一个能量管理单元，它可以协调控制多台飞轮储能装置，比如说通过一键起动、本地远程操作的方式，还有多个模块的充放电能量均衡控制，还有SOC状态监控。还有它的故障日志，以及根据不同的应用场景都可以来进行调整的。

这个是我们做的一个功率均衡能力的一个试验，在动态和稳态的情况下都可以有很好的均流。这是我们所做的一些实验项目，包括安全性检验以及性能检验方面。我们的应用场景就是说一个是在传统的火电厂辅助火电机组进行一次调频，采用这个飞轮加发电机组的形式。这样有什么好处呢？就是可以辅助这个发电机组见效它的气门开度时的机械损耗，还有能够提升这个响应速度。另外就针对分布式能源发电过程中的输出功率波动进行补偿抑制，见效分布式能源对电网功率的冲击。在微电网可以平滑微网母线功率的波动，包括蓄电池的频繁充放来减少它的次数，另外是提高微电网电能质量，频率调节等等。另外一个领域就是轨道交通领域，一个是列车进出站的再生制动能量的回收应用，还有就是节约牵引电能，减少飞轮磨损和暖通压力。这是我们应用的一些项目的案例，包括在微电网领域的英国的这两个岛屿，还有我们国内863的课题项目，还有地铁公司和火电网的一次调频项目。这是我们做的国家863课题计划，这个是现场微电网的脱铺结构图，整体加起来的话容量大概在1.5兆瓦。储能平抑光伏波动的控制策略就是利用飞轮的快速响应来平缓这种瞬时的大功率波动。右边这个图是实时的光伏的波动，红色的是平抑之后的曲线，大家可以看出这个平抑后的功率相对平滑，效果较明显。这个是储能和飞轮输出的一个功率的波形，咱们可以看到这个电池储能是属于能量型，飞轮属于功率型，整体对这个光伏的波动也有一个很好的平抑。

另外一个是应用在调频，我们增加这个实时性是采用本地控制策略。粉色曲线是投入飞轮之前微网频率的波动，蓝色是投入飞轮之后微网频率的波动，可以看到这个投入之后的效果还是不错的。这个是1兆瓦飞轮系统电气拓扑图，这是我们1兆瓦的飞轮系统集装箱内部的示意图，这里面包括我们飞轮驱动柜还有直流开关柜、PCS还有监控、消防都在里面。

下面给大家介绍两个在轨道交通领域应用的案例，第一个是洛杉矶地铁黄金线1兆瓦飞轮储能装置，这里面包括消防、监控、安全这些模块都在里面集成好。我们做这个主要是起到电压支撑的效果，就是说加入飞轮之前我们记录了这个高地公园站8天的波动情况，加入飞轮之后我们根据采集的数据，绿色的曲线是牵引网压，红色的是充放电，从这个数据来看效果是非常好的，较之前有了很大的改善。另外一个是在纽约的这条线的应用，安装之后日平均节能大约1300度电，牵引能耗大概是6300度。我们真诚的欢迎与各位专家嘉宾一起合作，促进我们储能事业的发展。

（本文根据现场录音整理，未经本人审核）

发言人及公司简介：

赵思锋，2014年至今在盾石磁能科技有限责任公司从事飞轮储能技术研究设计，以及面向市场应用的产品开发方案，对飞轮储能的技术原理，应用场景和发展方向有一定的理解和认识。

盾石磁能科技有限责任公司注册资本1亿元人民币，注册地位于唐山国家高新技术产业开发区，美国设立子公司、英国设立研发中心。公司是河北省科技型中小企业，河北省创新驱动发展示范企业。该公司拥有世界先进飞轮储能技术，投资建设磁飞轮制造与测试平台。公司成立至今已经获得国家专利13项，公司飞轮储能装置已成功加入国家863计划课题“工业园区型分布光伏/储能微电网系统集成示范项目”。2016年公司荣获“中国储能产业最佳飞轮储能技术研究进步奖”。