中國儲能網訊：2019年7月，由盾石磁能科技有限責任公司（簡稱“盾石磁能科技”）開發(fā)的1MW GTR飛輪儲能系統(tǒng)成功應用于北京地鐵房山線廣陽城站，首次實現(xiàn)了飛輪儲能技術在城市軌道交通列車再生制動能量回收中的應用。
城市軌道交通列車啟動、制動頻繁，列車制動時可回收的能量占牽引總能耗的40%左右。傳統(tǒng)城市軌道交通列車能源回收主要利用制動電阻、逆變回饋裝置等，普遍存在能量回收效果差、附加通風能耗大、諧波干擾強等問題。飛輪儲能技術是一種物理儲能技術，除了可以有效解決上述問題，還具有使用壽命長、綠色環(huán)保等獨特優(yōu)勢。
GTR飛輪儲能系統(tǒng)集成了材料學、復合材料轉子動力學、電機控制等眾多前沿技術，飛輪轉速高達36000轉/分鐘，具有毫秒級功率響應、千萬次循環(huán)壽命以及每小時上百次的充放電的特性，能夠很好地適應城市軌道交通列車頻繁啟動、制動的特點，且相比鋼質飛輪儲能技術，具有體積小、重量輕、功率動態(tài)響應快、單位時間充放電頻次高等特點。
該系統(tǒng)研制過程中突破了多項關鍵核心技術：一是多層復合材料飛輪轉子技術，使得飛輪重量和體積大大減小，有效提升了飛輪轉子強度和安全性能，使其能夠滿足36000轉/分鐘的高速要求；二是大功率高速永磁電機和永磁懸浮軸承技術，大幅降低了高速飛輪電機定、轉子及磁軸承發(fā)熱損耗，實現(xiàn)了短時、頻繁充放電特性，從而能夠有效滿足地鐵每小時上百次的充放電工況需求，使用壽命可達20年以上；三是兆瓦級飛輪陣列控制技術解決了飛輪在工程化應用過程中的協(xié)同控制問題，使得飛輪儲能可達到幾十兆瓦，能夠靈活滿足用戶對容量的不同需求。
據(jù)測算，1MW GTR飛輪儲能裝置每年可節(jié)約50萬度電，還兼具有減少地鐵熱排放、改善列車牽引供電質量等附加價值。GTR飛輪儲能技術除在城市軌道交通應用之外，未來還可廣泛應用于高鐵、航空航天、醫(yī)療、電網等領域，市場前景廣闊。
本期關鍵詞：
飛輪儲能裝置
飛輪儲能裝置是采用電動/發(fā)電一體機帶動飛輪旋轉進行儲能的裝置，由飛輪儲能轉子、電動/發(fā)電一體機、磁懸浮軸承、電力變換裝置，以及真空、冷卻等輔助裝置組成。當充電時，電動/發(fā)電一體機帶動飛輪儲能轉子加速旋轉，實現(xiàn)外部電能轉換成飛輪動能進行存儲；當放電時，電動/發(fā)電一體機帶動飛輪儲能轉子減速，將飛輪內部的動能轉換成電能向外部釋放。
