网讯：6月26日下午，由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会和中国储能网联合组织的“第十期中国储能产业巡回走访调研”专家组一行35人赴国能宁夏灵武发电有限公司“飞轮储能-火电联合调频”工程进行实地调研。华驰动能（北京）科技有限公司副总经理张宝辉等相关负责人接待了调研团一行。
本次调研重点了解磁悬浮飞轮储能系统，飞轮储能与锂电池储能系统属性对比，火电储能一次和二次辅助调频，新能源场站一次调频、独立储能调频调峰，华驰磁悬浮飞轮储能解决方案等。
华驰动能副总经理张宝辉为本次调研专家组作全程介绍，交流过程中对大家提出的问题进行了答疑解惑。
项目背景
为缓解新型电力系统结构下的调度调频压力，促进新能源消纳，维护新型电力系统安全，国家能源集团宁夏电力公司和灵武公司积极与北京华驰动能、华北电力大学等联合开发建设全球单体储电量最大、单体功率最大的国内首个全容量“飞轮储能+火电联合调频”项目。该项目是我国煤电领域首个全容量“飞轮储能+火电联合调频”工程，也是全球首台500kW/125kWh级别的工程化应用飞轮，项目设计安装36台飞轮，单台飞轮额定功率为500kW，最大可达630kW，总容量为22MW/4.5MWh。项目投运后机组一次调频合格率提升约30%。
工程建设
2021年11月10日，国能宁夏灵武发电有限公司“飞轮储能-火电联合调频”工程正式开工建设。该项目是国内第一个全容量“飞轮储能-火电联合调频”工程，也是全球飞轮储能单体功率最大、总储能最多的工程项目。
飞轮储能项目是一种新兴的电能储存技术，相比传统电池能技术，具有安全环保性好、深度充放电能力强、充放电次数多、调频性能高和宽温域、低成本、零衰减、零维护、高精准等特性优点。建成后，可实现两大创新突破:一是掌握大规模阵列式飞轮储能的运行与控制方法，建立国内第一个全容量飞轮储能-火电联合调频示范工程。二是突破500kW/级大功率飞轮单体的技术瓶颈，实现大功率飞轮单体的工程应用。该技术应用，可显著提高火电机组调频能力，维护大网安全，促进消纳新能源，对发挥火电“托底、保供、调节”作用，加快构建新型电力系统具有深远意义。
2022年7月25日，灵武公司光火储耦合22MW/4.5MWh飞轮储能项目10kV倒送厂用电一次成功，为后续单体调试及系统联调打下坚实基础。该公司严控安全和质量关，克服疫情和冬季低温施工影响，协调各方落实项目设计、土建施工、设备安装、调试实验及对外协调等工作，利用机组停机检修机会，先后完成1、2号机飞轮储能DCS控制柜安装、10kV开关柜并柜等工作，并于7月17日完成400V系统正式受电。为确保10kV倒送厂用电工作顺利完成，该公司超前策划、科学组织，全员通力协作，严格按照操作规程进行检查、记录，所有电气保护、信号指示均准确无误，顺利完成10kV配电设备耐压实验及远方传动、DCS逻辑组态及开关传动等各项工序。
7月26日，首批2台飞轮完成全部出厂测试，发运至现场，并完成飞轮吊装工作。飞轮本体重18吨，安装在地下深2.2米、长宽均为2.8米的基坑内，每四台飞轮配一台预制舱为一个飞轮储能单元，飞轮阵列总共有9个飞轮单元，包含9台预制舱和36台飞轮。
示范意义
该项目主要以灵武电厂为示范基地，依托灵武公司现有2台600MW机组在厂内建设“6MW厂区分布式光伏系统+22MW磁悬浮飞轮储能系统+100MW电极锅炉”的光火储耦合热电联产示范工程，提供电力辅助服务支持大电网的安全稳定运行，提升传统火电厂的灵活性和经济效益，为电网大幅消纳新能源提供可靠的技术支持。
《22MW/4.5MWh磁悬浮飞轮储能技术研究与应用》成功入选中电联2023年度煤电机组“三改联动”技术改造示范案例。
现场直击
在国能宁夏灵武发电有限公司厂区，36台630kW的飞轮储能单体设施整齐排列，用于储能、调频的磁悬浮飞轮正在地下紧张工作，以毫秒级的响应速度为区域电网的稳定飞速旋转。
该工程运用的飞轮储能技术突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。整个转子采取磁悬浮技术，通过电动和发电互逆式双向电机，在电能与高速运转的飞轮动能之间相互转换与储存，并通过调频、整流、恒压与不同类型的负载接口，有效降低机组负荷波动频次，更加易于控制。蒸汽品质、煤耗水平、环保参数持续向好。
“项目投运以来，运行稳定。对比常用的储能技术和应用场景，飞轮储能技术具有安全性好，环保性好、寿命长、深度充放电能力、充放电次数大，调频性能高、后期维护量小等特点。”
常用储能技术性能对比
作为国内第一个全容量飞轮储能与火电联合调频示范工程，国能宁夏灵武发电有限公司磁悬浮飞轮储能系统可满足15分钟的充放电能力，可以有效支持大电网的安全稳定运行，为煤炭清洁高效综合利用、辅助新能源消纳提供关键技术支撑。
据现场了解，该项目由灵武公司和华驰动能（北京）科技有限公司联合多家单位共同实施。
磁悬浮飞轮主要包含转子系统、轴承系电机及其他真空、冷却、控制辅助系统。飞轮储能系统主要有放电状态、充电状态、保持状态等三种工作状态，通过调节转速实现动能与电能之间的转化。
磁悬浮飞轮储能系统优点
从技术角度看，电源侧调频的突出特点是高频次和高响应速度，高频次调频需要长寿命周期的储能技术来支撑，对比常用储能技术和应用场景，飞轮储能技术的优势总结如下:
(1) 安全性好: 没有燃烧和爆炸的风险，在工程应用中将其放置于地下;
(2) 环保性好:没有危险化学物的处理与回收问题;
(3) 寿命长:具有长达20年以上的使用寿命;
(4) 深度充放电能力: 几乎可达到100%的充放电能力；
(5) 充放电次数大:可以达到1000万次的充放电次数;
(6) 调频性能高: 毫秒级达到精确的放电要求；
(7) 宽温域: 运行温度范围宽-40C~+80C，无需温度调节；
(8) 成本低:全生命周期运行成本低;
(9) 零衰减: 额定充放电量无衰减;
(10) 零维护:无需繁冗的系统维护；
(11) 高精准特性:可精准测算电量。
项目优势主要体现在：
三个世界之最：总功率最大；单体储电量最大；单体储电能力参数最高的大规模飞轮储能火电调频项目。
二个突破：一是掌握大规模阵列式飞轮储能的运行与控制方法，建立国内第一个全容量飞轮储能与火电联合调频示范工程;二是突破了500kW级大功率飞轮单体的技术瓶颈，实现大功率飞轮单体的工程应用。
一个领先：核心技术通过工信部工业信息安全发展研究中心成果检定，技术整体达到国际领先水平。
该项目已取得6项发明专利，制定了2项团体标准，填补了我国飞轮储能参与火电调频领域的空白。项目对煤电与储能联合调频技术深入研究，能够大比例提升现有机组一次调频和AGC调节（频）能力，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。同时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。
飞轮储能深度节能，灵武公司加快推进三改联动，探索多种能源技术耦合，突破灵活性、低碳性及可靠性发展，在创新求变过程中，不仅增加了煤电兜底保障的底气，更为新能源大规模并网和新型电力系统构建贡献了自己的智慧和力量。
参与本次调研的单位包括：中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、天津市松正电动汽车股份有限公司、武汉亿纬储能有限公司、北京宝光智中能源有限公司、三花新能源热管理科技（杭州）有限公司、新风光电子科技股份有限公司、上海精能动力科技有限公司、上海派能能源科技股份有限公司、苏州玻色智能科技有限公司、河南辉煌科技股份有限公司、厦门海辰储能科技股份有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、西安中车永电电气有限公司、厦门科华数能科技有限公司、广东申菱环境系统股份有限公司、深圳市恩玖科技有限公司、杭州华塑科技股份有限公司、青鸟消防股份有限公司、国安达股份有限公司、广东欧科空调制冷有限公司、湘能楚天电力科技有限公司、三河同飞制冷股份有限公司、Intertek天祥集团、物产中大金属集团有限公司、广东零壹工业技术有限公司、《第一财经》、《21世纪经济报道》。
