[实用新型]飞轮储能及惯量传导系统

说明书

本实用新型提供了一种飞轮储能及惯量传导系统，包括电动机、飞轮储能单元、惯量传导装置和发电机。飞轮储能单元包括飞轮转子、飞轮控制器。惯量传导装置用于传导转动惯量和传递飞轮能量，飞轮转子与惯量传导装置传动连接，惯量传导装置可接受变化的转速输入，然后通过变速，转速能够保持恒定输出，惯量传导装置与发电机传动连接，发电机用于受惯量传导装置驱动产生并输出稳定功率。将本实用新型的飞轮储能及惯量传导系统与电网连接，能有效缓解目前及将来电网中高比例新能源带来的高电力电子系统的低转动惯量使得电网稳定性及调节能力急剧下降的风险。

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，尤其是涉及一种飞轮储能及惯量传导系统。

背景技术

随着以清洁能源为主的新一轮能源变革的发展，新能源在我国电网中的占比将越来越高。但是，新能源技术中多采用电力电子装置接入电网，而电力电子装置不具备类似同步机的旋转结构，没有转动惯量，无法主动为电网提供必要的电压和频率支撑，也无法提供必要的阻尼作用。尤其是随着通过电力电子装置连接到电网的分布式能源的渗透率越来越高，电网总的转动惯量不断减小，因此当发生重大的负荷或电源突变时电网出现大的频率偏差的风险也不断提高。高比例电力电子装置的接入会导致电网长期处于低惯量水平中，增加系统不平衡功率冲击，这给电力系统安全稳定的运行带来了越来越大的压力。为改善缓解电网运行压力及新能源消纳压力，亟需具备一定的支撑电网动态调整能力的储能系统来提高电网高效接纳新能源的能力。

实用新型内容

本实用新型是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

飞轮储能技术是一种以动能形式存储能量的储能技术，通过电动机/发电机带动转子加速/减速的方式来实现能量的存储/释放。飞轮储能的主要优点是具有快速的爬坡能力、能量转换效率高和使用寿命长等，在提供辅助服务，例如惯量和频率调节等方面具有得天独厚的优势。且飞轮没有任何地理限制，可以轻松安装，具有可推广及可大规模复制的优点。

目前已有的飞轮储能技术均通过电力电子装置辅助电动/发电机进行动能和电能之间的相互转换过程。当系统需要储存电能时，其会将外部输送来的交流电通过AC/DC的方式供给电动机，进而驱动飞轮转子旋转储能；当需要放电时，电力电子装置对飞轮转子的转子转动惯量进行解耦，起到整流、调频、稳压的作用，以满足负载用电需求。但是电力电子装置没有转动惯量，难以参与电网惯量响应，因此，飞轮储能技术无法解决当前电网中由电力电子装置的大规模使用导致的总的转动惯量比例不断减小的问题。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种飞轮储能及惯量传导系统。

根据本实用新型的飞轮储能及惯量传导系统，包括：飞轮储能单元，所述飞轮储能单元包括飞轮转子和电动机；惯量传导装置，所述飞轮转子与所述惯量传导装置传动连接以将转动惯量传递给所述惯量传导装置，所述惯量传导装置用于传导转动惯量，所述惯量传导装置的输出转速能够保持恒定；发电机，所述惯量传导装置与所述发电机传动连接，所述发电机用于受所述惯量传导装置驱动产生并输出具有稳定功率的电能。

根据本实用新型提供的飞轮储能及惯量传导系统具有用于传导转动惯量的惯量传导装置，且惯量传导装置的输出转速能够保持恒定，发电机能够稳定输出电能。将本实用新型实施例提供的飞轮储能及惯量传导系统与电网连接，无需采用电力电子装置解耦、整流、调频、稳压，解决了目前电网中由电力电子装置的大规模使用导致的总的转动惯量比例不断减小的问题，能够提高电网中的转动惯量，为电网提供必要的电压和频率支撑，降低了电网出现大的频率偏差的风险，使电力系统能够安全稳定的运行，并提高了电网高效接纳新能源的能力。