科创中国
先进高性能飞轮储能技术
发布时间: 2022-09-08
来源: 科创项目库
基本信息
合作方式：
成果类型：
发明专利,实用新型专利,软件著作权,商标权,外观设计,新技术,发明专利,实用新型专利,软件著作权,商标权,外观设计,新技术
行业领域：
新能源及节能技术,新能源产业,电力、热力、燃气及水生产和供应业,新型高效能量转换与储存技术,智能电网产业,电力、热力生产和供应业
成果介绍
贝肯新能源飞轮储能是一种物理机械储能技术。单机功率大，高频次充放电，循环寿命长，有充电放电两种模式，通过飞轮升速，电能转换成动能，飞轮降速，动能转换成电能，绕定轴旋转的飞轮转子在转速变化时需要获得能量而加速，减速过程需要减少动能而释放能量，来达到储能的能源形态。
一个飞轮储能阵列单元一般由飞轮电池、PCS预制舱、储能控制系统预制舱、辅机设备组成。飞轮电池是一个圆柱形密封壳体，内部由强磁场将一个单向旋转的大型飞轮转子悬浮于真空环境中。飞轮转子的高速旋转实现了储存能量。由转子旋转的加速或减速，实现对外的输出或输入功率。PCS预制舱作为储能系统与电网连接的功率接口设备，承担控制电网与储能单元间能量双向流动的功能，满足功率控制精度和充放电快速转换的响应速度要求。储能控制系统预制舱作为储能系统总控制单元担负着接收储能响应指令，控制储能系统功率输出或输入的功能。飞轮辅机设备包括真空保持设备和冷却装置，保障储能设备安全可靠运行。
成果亮点
（1）冷却系统：处于真空中的电机转子散热技术难度高，有些飞轮由于没有冷却系统，在连续充放电的状态下无法长时间稳定运行。而贝肯具备独家专利的冷却装置，能够保障系统高效稳定运行。合理精密的布局能够防止系统高速运行时产生热区而影响系统效率。
（2）调频阵列控制技术：飞轮储能阵列控制响应电网调频指令是商业运行的，在此运行状态下，如有个别飞轮退出运行，并不会影响整个调频单元的响应。可能影响部分调频效率，可以进行抢修。如果是调频单元出现故障，将退出调频应用。在电网级商业运行电站中，只能应用飞轮阵列控制技术。
（3）大功率高速电机技术：电机功率在250kW以上，电机转速在12000转左右，属于弱磁运行区。在真空环境中运行的电机进行一系列的绝缘和改进，保证电机能在高强度连续加减速运行中实现转速的精确响应。
（4）飞轮控制技术：飞轮的功率控制来源于转速变化，由于转速变化存在非线性关系，需要在每一个控制单元内给出输入指令，实现输入精确跟随，进行功率控制。通过对飞轮转速的精确控制实现飞轮充放电功率的线性可调。
团队介绍
贝肯新能源具有完全自主知识产权的全球顶级的电网调频用飞轮储能技术集群，打造出一支由中国工程师团队组成的国内该领域顶级的工程技术团队。技术团队分别来自于智能电网知名专家、机械动力学博士生导师、能源动力领域博士生导师、著名学者、电机电器领域著名学者、知名专家、国内头部科研院所的技术专家、具有多年大型央企工作背景的工程专家、深耕新能源领域多年的市场营销人才、具有上市公司从业经历的金融人才、跨国企业的生产制造专家、国内头部企业生产制造技术工匠、具有良好职业教育背景的产业工人等。团队长期致力于先进储能技术的科学研究与产业化工作。产品的十年研发，升级五代，建成了大容量飞轮储能技术与工程应用的自主研发平台，形成了具有完全自主知识产权的大型转子高速飞轮储能技术。 贝肯新能源与华北电力大学联合成立“先进飞轮储能技术研究中心”，建立“飞轮储能”产学研基地。依托华北电力大学“新能源电力系统”，“电站能量传递转换与系统”两大国家重点实验室，全面开展储能领域基础研究、技术研发、人才培养和社会服务。
专家点评
“科创中国”技术路演——储能（无锡）专场 | 2022-09-22
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周树华
华和资本—创始主管合伙人