智能電網之飛輪儲能應用

電網頻率的變動和偏差，對用戶和原動機的影響和危害是眾所周知的。電網頻率的穩定性和準確性，是供電質量的重要指標。為了保證電網的可靠性與有效性，各電網運營部門必須使其區域的電網頻率非常接近于50赫茲(Hz)。而只有當電力供應能夠滿足負載需求時，電網頻率才能維持在一個穩定的水平。因此，電網運營者一直在尋找能夠通過改變發電容量來滿足負載需求從而使頻率保持穩定的方法。

目前，我國主要是通過大型的水電站來進行調頻。他們通過不斷的增加或減少發電量來響應頻率的變化。但是并不是所有的發電設備都能夠在這種環境下可靠的工作。另外，不斷地改變發電容量也會增加設備磨損、燃料使用、運營費用、能量損失、以及CO2和其他廢物的排放。

在過去的10年內，美國的公司已經把飛輪儲能系統用于電網調頻，并且取得了良好的效果。與傳統的變頻方式相比，利用飛輪儲能調頻具有響應快、噪音小、運營成本低、維護費用低、零CO2溫室氣體、無其他排放物等優勢。

飛輪儲能系統，核心部件是一個飛輪轉子，以一種強度高、重量輕的石墨和玻璃纖維復合材料制成，用樹脂膠合。轉子安裝在金屬輪轂和軸上，懸浮在組合使用永磁鐵和電磁鐵的磁性支架上，在幾乎無摩擦的環境中運行。

裝在軸上的還有一臺獨特的飛輪電動機兼發電機。當系統處在充電狀態時，該機器是臺電動機，起著負荷的作用。從市政電網汲取的能量驅動永磁電動機，使轉子旋轉并逐步加速到每分鐘16000轉，能量以動能的方式儲存起來。而當系統收到要求供電的信號、進入放電狀態時，該機器是臺發電機，飛旋的轉子以慣性動能驅動它，發出的電力回饋給電網。因此可以說，這個飛輪系統本身是個能量“電池”，高速轉動時儲存能量，需要時減速即可發電。

飛輪儲能系統的優越性還包括：作為智能電網的一部分，能遙控，能檢測;20年生命周期中完成數十萬次充電-發電循環，按無維護操作而設計、建造;不需要燃料，不含危險化學物，避免潛在的地面污染。這些，都使其被譽為真正的可持續技術解決方案，受到行家的關注。