2021年11月10日，国家能源集团宁夏电力灵武公司光火储耦合22兆瓦/4.5兆瓦时飞轮储能工程开工。作为全球最大规模飞轮储能项目，也是全球首个飞轮储能-火电联合调频工程，本项目采用华驰动能公司全球单体储电量最大、单体功率最大的飞轮储能技术，突破性的采取全磁悬浮技术，突破了500千瓦级大功率飞轮单体的技术瓶颈，单体储电量突破125KWH，并推进大功率飞轮单体的工程应用。
飞轮储能技术是一种新兴的电能储存技术，具有安全环保性好、深度充放电能力强、充放电次数极高、调频性优异、和环境稳定适应力强、零衰减、接近零维护、高精准等优异特性。项目实施后，将显著提升火电机组的调频性能，提供电力辅助服务、支持大电网安全稳定运行，为我国3060双碳目标，电网系统稳定、新能源消纳提供关键技术和装备支撑。
磁悬浮飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置，突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。通过电动/发电互逆式双向电机，电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换与储存，并通过调频、整流、恒压与不同类型的负载接口。在储能时，电能通过电力转换器变换后驱动电机运行，电机带动飞轮加速转动，飞轮以动能的形式把能量储存起来，完成电能到机械能转换的储存能量过程，能量储存在高速旋转的飞轮体中；之后，电机维持一个恒定的转速，直到接收到一个能量释放的控制信号；释能时，高速旋转的飞轮拖动电机发电，经电力转换器输出适用于负载的电流与电压，完成机械能到电能转换的释放能量过程。整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出过程。
磁悬浮飞轮储能系统主要包括转子系统、磁悬浮轴承系统和转换能量系统三个部分构成。另外还有一些支持系统，如真空、冷却、外壳和控制系统等。
500kW/125kWh飞轮单体外观图
华驰动能公司采用五自由度全磁悬浮系统，减少电机转子旋转时的摩擦，降低机械损耗，提高储能效率；并突破单体储电能力125kWh，全球参数最高。公司已开展哪吒计划：研发单体储电量1000kWh的储能飞轮，是全球平均水平的1000倍，引领全球。探索新能源电力的储能调峰、电网系统稳定、火电机组大幅度灵活性等重大关键方向。
2021年6月8日，华驰动能（北京）科技有限公司与华北电力大学成立“先进储能技术与控制系统”联合实验室，杨勇平校长、刘吉臻院士出席签约仪式。
“先进储能技术与控制系统”联合实验室签约仪式
刘吉臻院士
磁悬浮飞轮储能系统具有以下显著特点，特别适合电力一次、二次调频应用场景：
（1）安全性好，没有燃烧和爆炸的风险；
（2）充放电次数多，可达1000万次的深度充放电；
（3）毫秒级响应；充放电的切换延迟飞轮电池本身小于3毫秒
（4）零衰减，额定充放电量无衰减；
（5）接近零维护，无需繁冗的系统维护；
（6）高精准特性，可精准测算电量，精准调度；
（7）高转换率，系统能力转换效率可达93%；
（8）高倍率充放电，可达4C～60C倍率或更高；
（9）宽温域，运行温度-40℃～+80℃，产品工程应用适应能力强；
（10）占地面积少，布置在地下空间；
（11）一次性投资，25年寿命使用；
（12）无需特殊消防系统；
（13）无需特殊通风空调系统；
（14）绿色环保，没有危险化学物的处理与回收问题；
（15）高残值率，转子等部件可回收；
（16）全生命周期运行成本低；
（17）大规模储能系统集成单体数量少，集成运行可靠。
宁夏灵武光火储耦合飞轮储能工程项目均按计划高效推进，10月8日完成飞轮储能项目地质详勘作业，10月30日顺利完成#1机10kV Ⅱ段及公用段飞轮储能接入柜并柜工作。1、2号机预计分别将于2022年6月、10月接入系统运行。
一直以来，华驰动能加快煤电机组节能升级和灵活性改造，探索多种能源技术耦合，探索大规模容量火电机组的灵活性提升，火电机组为承担新能源系统下的调节重要作用，国家发改委国家能源局2021年11月份出台文件，要求进行全国1/6的火电机组在2025年前进行升级灵活性改造，这是探索火电机组支撑新能源电力，构建以新能源为主体电力系统的重大命题，和重大的技术转型探索，具有极其重要的战略意义。是双碳目标的科技性、实践性、战略性探索。
1）社会效益
是探索全国火电机组灵活性的支撑新能源电力的重大命题。为构建新能源主体电力系统的重大科技探索。
辅助火电机组进行电力调频服务和电力调峰服务
形成一套火电机组灵活性可行的技术路线，可在集团、全国推广；
开发一套具有自主知识产权的光火储耦合的控制系统及监控平台；
无工业废气、废水排放，对周围环境的影响很小；
2）经济效益
投运后，电网辅助服务一次调频年度收益将达3798万元；
3）生态效益
有助于电网实现高比例接入和大规模消纳新能源的目的，对推动高效清洁热电联产机组与大规模新能源协调发展具有重要意义；
通过促进大规模可再生能源消纳实现电力行业绿色低碳发展，为电力系统低碳转型和高质量发展开拓一条重要途径；
符合我国能源行业2030碳达峰、2060碳中和的发展要求，生态效益显著。
项目开工现场图1
项目开工现场图2
项目效果模型图
单位简介
华驰动能（北京）科技有限公司创立于2019年，创始人和核心技术曾获国家技术发明一等奖，公司总部位于中关村城市科技前沿技术创新中心，是国家高新技术企业、中关村金种子企业、中关村高新技术企业，研发生产基地位于安徽省铜陵市枞阳经济开发区，主要进行磁悬浮轴承及其控制系统为核心技术的电力级磁悬浮储能飞轮、高速磁悬浮电动机、卫星姿控飞轮产品的研发、制造和市场推广，核心技术发明专利50余项，软件著作权10余项。
磁悬浮储能飞轮系列产品：1000kWh/ 0.5~4MW、125kWh/630kW、7.5kWh/630kW、2.2kWh/500kW和2.2kWh/30kW，单体储能量参数全球最大，引领全球。
公司产品已经在航天卫星、国家电网、国家能源集团等应用，并启动全球最大的飞轮储能项目，并与国家能源集团开展科技合作，探索能源系统下火电机组的灵活性耦合提升等重大科技命题。具体应用领域：电力系统调频、火电机组灵活性改造、新能源电站调频、电力储能、电力电网系统稳定性，促进清洁能源有效消纳，为电网提供频率稳定技术支撑。
公司产品是3060国家双碳目标的重要的重大关键装备，是构建以新能源为主体的电力系统的重大关键装备，将在新能源革命中支撑新能源消纳、电力电网系统稳定、火电机组灵活性等重大命题发挥关键作用。
【责任编辑：王长尧 】
