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飞轮储能系统结构示意图
在高速飞轮储能系统中,采用中小型复合材料飞轮转子。美国Beacon Power公司研发的高速碳纤维复合材料飞轮储能单机,转速16000r/min,功率160kW,储能量达108MJ。
航天飞轮储能系统的功率需求约为1~50kW,动态UPS 系统的单机功率为100~3000kW,通过数百台飞轮储能单机并联,可以实现10~100MW的飞轮储能阵列,应用于电网10kW∙h以下的储能量对于车辆混合动力系统、动态UPS发电系统、电能质量调控系统是基本满足的,而对于电网系统应用,则应发展到10~100kW∙h,本文讨论飞轮储能系统的能量、功率参数特性,并提出储能100kW∙h飞轮方案设计。
研究结论
本文分析了飞轮储能系统能量、功率参数特性。提出了100kW∙h级大储能容量飞轮的概念设计,按放电深度0.75计算,应实现总储能140kW∙h。
采用合金钢飞轮方案,工作转速6000~9000r/min,飞轮重达8300~11400 kg,储能密度13~18W∙h/kg,结构尺寸达到米级,最高许用应力水平为800MPa,大型锻件制造难度大,可以将飞轮沿轴向分解为多个薄圆盘、在飞轮本体与飞轮芯轴之间设置过渡段联接。
采用多层纤维复合材料飞轮方案,工作转速9000~15000r/min,飞轮重量2030~2830kg,储能密度50~70W∙h/kg,采用3层或4层复合材料缠绕设计,分别进行了径向等应力优化结构设计。计算表明9000r/min三层缠绕飞轮和15000r/min四层缠绕飞轮均能够满足工作转速下的结构应力要求,并且充分利用材料径向强度。
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日前,中国电建成都院牵头中标宁夏红寺堡鲁家窑集中共享电化学储能电站建设EPC总承包项目,是成都院服务储能业务发展上的新突破。本储能电站位于吴忠市红寺堡区弘德园区,根据园区用地面积及宁夏电网接入容量需求情况,拟规划建设共享储能电站容量为150兆瓦/300兆瓦时,采用1回110千伏线路接入至鲁家窑
2月23日,中国能建西南院15MW/60MWh储能电站项目正式并网。项目所属国能乌鲁木齐光伏发电有限公司15MW/60MWh电化学储能EPC工程,储能系统成套设备由鹏程无限负责供货。电站由6个子储能系统组成,每3台储能系统在10kV交流侧并联后,共采用2回10kV集电线路接入220kV苍茫变电站10kV侧。
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