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大功率真空磁悬浮飞轮储能技术

发布时间: 2021-12-06

来源: 试点城市(园区)

基本信息

合作方式: 合作开发
成果类型: 新技术
行业领域:
新能源产业
成果介绍

加快发展节能环保产业,是调整经济结构、转变经济发展方式的内在要求,是推动节能减排,发展绿色经济和循环经济,建设资源节约型环境友好型社会,积极应对气候变化,抢占未来竞争制高点的战略选择。节能环保产业是国家加快培育和发展的7个战略性新兴产业之一。城市轨道车辆启动和制动频繁、瞬时功率大,属于典型的大功率冲击性负荷,对电力牵引电网电压造成巨大冲击,目前的电阻式制动方式能量浪费巨大,同时升高了地铁空间的温度,带来安全隐患,亟需新型能量回收技术。

国务院把储能列为100个重大项目之一,李克强总理特别强调:“要集中力量在可再生能源开发利用,特别是新能源利用和储能、微网技术上取得突破,抢占能源革命的制高点 ”。储能技术在整个能源输出体系有广泛的应用和需求。对于电网侧,储能技术可以辅助动态运行、延缓新建机组、大规模接入可再生能源;对于需求侧,可以进行需求管理和电能质量紧急备用,还有调峰调谷、电压支持等作用。

飞轮储能系统是一种先进的物理储能装置,由真空磁悬浮条件下高速旋转的飞轮转子来储存能量,本体由高速飞轮和同轴的电动/发电机构成。充电时,利用电动机带动飞轮转子高速旋转,将电能转化成动能储存起来;放电时,飞轮转子降速,通过发电机将动能转换为电能供给用电负荷。它是利用飞轮实现电能到动能再到电能转换的一套复杂完整的机电转换装置。

飞轮储能与其他储能方式相比,具有充放电迅速、适合频繁大功率应用场景(1000万次充放电)、功率大、效率高、寿命长(20年)、可靠性高、工作温度范围广、占地面积小、低污染等优点。可广泛应用于地铁系统节能、电力系统调峰、UPS不间断电源、石油开采钻机节能、风力发电、太阳能发电、汽车供能、卫星储能、大功率机车、电磁弹射、港口龙门吊节能、国防军工等众多方面,潜在市场空间上万亿元。

北京泓慧国际能源技术发展有限公司技术团队源自北京航空航天大学磁悬浮飞轮国家重点实验室,由国家技术发明一等奖获得者团队相关成员领衔,开发出完全自主知识产权的大功率磁悬浮飞轮储能技术,为客户提供节能、储能和电能质量改善方案,产品打破了国外垄断,填补了国内空白。公司是国家高新技术企业,中关村高新技术企业,目前已授权及申请并受理国家发明专利40项,已授权软件著作权35项。公司先后获得清华同方、北京协同创新研究院、国家开发投资公司等多家知名机构旗下基金战略投资。

公司是国内唯一一家能提供完全自主知识产权的商业化磁悬浮飞轮储能产品的厂家,也是飞轮储能应用领域案例最多的厂家,在多个领域打破国外垄断、填补国内空白。

2017-2018年公司中标成都半导体晶圆工厂项目动态UPS系统6000万元大订单,并成功交付,合计64台飞轮,总功率16MW,这是中国完全自主知识产权的飞轮储能技术第一次在半导体行业内获得订单,也是中国飞轮储能第一次实现大批量生产,具有标志性的意义。

2019年公司向中国石油集团交付石油钻井能量回收装置,并在新疆油田现场验收完毕,实现了每天大功率深度充放电300次的记录,解决了其他储能技术无法解决的问题,填补了国内空白。该技术顺利通过由中石油、中石化、中海油在北京联合组织的科技成果鉴定,鉴定委员会由包括中国工程院院士在内的来自全国石油系统的十多名权威专家学者组成,技术鉴定结果为“整体技术达到国际先进水平”。

公司向国家电网北京电力公司交付了中国第一台完全自主知识产权的飞轮储能UPS移动电源车,也打破了国外垄断。

公司为国家电网交付了中国第一台直流变电站飞轮储能装置。

公司向国家电网旗下平高集团交付中国第一批单体50kWh的能量型飞轮储能产品,用于电网调频。

公司与清华大学、国家电网等单位联合申请的“MW级先进飞轮储能关键技术研究”项目获得科技部国家重点研发计划立项,并获得中央财政资金支持。

公司牵头的国内首个飞轮储能系统标准于2020年4月由中关村储能产业技术联盟正式发布。这对于推动我国飞轮储能行业发展具有重要的指导和规范意义。这项标准名为《飞轮储能系统通用技术条件》(T/CNESA 1202-2020),由中关村储能产业技术联盟组织,清华大学、北京泓慧国际能源技术发展有限公司和中国科学院工程热物理所牵头,联合飞轮储能研究机构、行业公司、应用客户、投资机构及供应商共同起草,对推动飞轮储能技术在相关领域的研发和应用将起到引导推动作用。标准以《泓慧飞轮储能系统测试规范》为蓝本,经过飞轮储能标准工作组多次修改、行业内评审和征求意见、业内专家审查,最终形成标准发布稿。《泓慧飞轮储能系统测试规范》为公司结合自身广泛的应用领域案例及多年技术积累与研究形成的企业内部规范,为新标准的制定奠定了坚实的基础。

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