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图2 飞轮单机结构图 图3 在地基中的飞轮剖面图
到目前为止,Bencon Power公司负责建设了三个飞轮储能电厂。在2008年12月,负责建设的0.5MW调峰调频电厂投入商业运行,该电厂位于马萨诸塞州的Tynsgboro。在2011年和2014年,分别在纽约州史蒂芬镇以及宾夕法尼亚州建立了20MW的电厂,商业运行至今。飞轮电厂可从电网中快速吸收电力并快速释放,吸收并释放1MW的电能仅需要15min。
图4 2MW系统配置图
图5 Bencon Power建立的三座电厂
美国的ActivePower公司主要设计制造飞轮UPS,其广泛应用于许多工业场合。飞轮UPS系统能够持续提供不间断电力供应,消除电源谐波,调频调峰,满足清洁高品质的供电需求,具有效率高,寿命长,过载能力强,环境友好,可靠性高等优点。飞轮UPS电机以及模块系统如图6所示。飞轮UPS在真空下以7700r/min的速度旋转,在满载的情况下可提供15s的供电时间。
图6 飞轮UPS系统
我国在飞轮储能方面的研究起步较晚,一些科研院所与高校进行了飞轮技术的相关研究。其中,华中科技大学电气与电子工程学院在飞轮储能方面做了相关的研究和应用。在国家“985工程”建设项目的支持下,研制出10kW永磁体磁悬浮飞轮储能实验装置,如图8所示。实现了无功的灵活调节和补偿,更重要的是可以实现有功的灵活调节、存储和补偿。以这些储能装置为基础的新型电力系统稳定控制器,已经在电力系统动态模拟试验环境下进行了试验,无论在控制器的鲁棒性上还是控制效果上,都取得了比常规电力系统稳定器好得多的控制效果。
图7 10 kW永磁体磁悬浮飞轮储能实验装置
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