飞轮储能辅助压缩空气储能一次调频仿真研究

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作者 宋顺一 乔天舒 +2 位作者 梁双印 胡三高 柳亦兵 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期232-239,共8页

压缩空气储能是一种优质的电网调节电源,其调峰能力较强而调频能力较弱,为缓解可再生能源发电大量接入所带来的频率问题,利用功率型飞轮储能辅助压缩空气储能机组运行,提高压缩空气储能机组的调频能力。给出了发电机组的简化频率计算模... 压缩空气储能是一种优质的电网调节电源,其调峰能力较强而调频能力较弱,为缓解可再生能源发电大量接入所带来的频率问题,利用功率型飞轮储能辅助压缩空气储能机组运行,提高压缩空气储能机组的调频能力。给出了发电机组的简化频率计算模型、飞轮储能系统及压缩空气储能机组模型、区域电网频率控制模型,对不同飞轮容量配置模型组成的区域电网频率特性进行了仿真实验。结果表明:飞轮储能系统的加入提高了压缩空气储能机组的一次调频性能。 展开更多

关键词 飞轮储能 压缩空气储能 频率调整 仿真建模

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飞轮储能辅助抽水蓄能机组一次调频仿真研究 被引量：5

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作者 乔天舒 梁双印 +2 位作者 郭鹏 梁静宇 柳亦兵 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期619-626,共8页

该文给出发电机组的简化频率计算模型、飞轮储能系统、抽水蓄能机组模型,通过数学推导给出飞轮储能系统的容量。对由上述模型组成的区域电网频率特性进行仿真实验。结果表明,飞轮储能系统的加入提高了抽水蓄能机组的调频性能,同时减少... 该文给出发电机组的简化频率计算模型、飞轮储能系统、抽水蓄能机组模型,通过数学推导给出飞轮储能系统的容量。对由上述模型组成的区域电网频率特性进行仿真实验。结果表明,飞轮储能系统的加入提高了抽水蓄能机组的调频性能,同时减少了抽水蓄能机组机械部件及结构的频繁动作,提高其可靠性及使用寿命。 展开更多

关键词 飞轮储能 抽水蓄能机组 频率调整 仿真建模

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基础运动的储能飞轮转子动力学特性分析

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作者 张昊随 宋顺一 +2 位作者 滕伟 武鑫 柳亦兵 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期261-268,共8页

针对基础运动的飞轮储能转子动力学问题展开研究,将飞轮转子等效为Timoshenko梁单元模型,通过坐标变换建立基础运动的转子动力学有限元模型,研究基础在规则运动时的动力学特性,得到以下结论:基础运动参数的增大会加剧固有频率分离并改... 针对基础运动的飞轮储能转子动力学问题展开研究,将飞轮转子等效为Timoshenko梁单元模型,通过坐标变换建立基础运动的转子动力学有限元模型,研究基础在规则运动时的动力学特性,得到以下结论:基础运动参数的增大会加剧固有频率分离并改变临界转速。转子稳态响应频谱中会出现基础运动的频率成分,幅值随基础运动频率、幅值的增大而增大;基础转动频率接近临界转速对应的频率时会产生共振,稳态频谱中基础运动频率成分出现峰值,瞬态升速响应出现额外共振峰。转子设计和应用时应考虑基础运动的影响。 展开更多

关键词 储能 飞轮 基础 共振 动力学响应 梁单元 固有频率

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电网调频飞轮储能系统并网能量管理与控制策略

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作者 许庆祥 滕伟 +3 位作者 秦润 宋顺一 柳亦兵 梁双印 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期2013-2022,共10页

飞轮储能系统以其具有响应速度快、能量转换效率高、能量密度高、使用寿命长和环保等优势,在电网调频领域的作用日益凸显。目前的飞轮单机功率和能量尚不足以对电网的频率波动提供足够的支撑,需要将多台飞轮并联组合成阵列以进行调频响... 飞轮储能系统以其具有响应速度快、能量转换效率高、能量密度高、使用寿命长和环保等优势,在电网调频领域的作用日益凸显。目前的飞轮单机功率和能量尚不足以对电网的频率波动提供足够的支撑,需要将多台飞轮并联组合成阵列以进行调频响应。针对飞轮储能系统并网运行时单元的能量状态不一和机网联合控制时母线电压稳定性差的问题,本工作提出了飞轮储能阵列内的功率优化分配方法和飞轮储能单元的机网协调控制策略。考虑了飞轮储能系统的功率和容量限制,实现了各飞轮单元运行一致性;采用基于自抗扰控制的直流母线电压外环和基于模型预测控制的电流内环控制策略,建立飞轮储能机网两侧模型,分析了飞轮储能系统的整体控制效果。通过仿真验证了本文所提飞轮储能系统并网能量管理与控制策略的有效性。 展开更多

关键词 飞轮储能系统 功率分配策略 机网协调控制 运行一致性

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基于rLADRC的磁悬浮高速飞轮储能转子系统振动抑制

5

作者 吴传磊 滕伟 +3 位作者 宋顺一 孙铁雷 彭迪康 柳亦兵 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期96-105,共10页

针对电磁轴承支承的高速飞轮储能转子系统振动抑制问题,提出一种降阶线性自抗扰控制(rLADRC)方法。首先,建立考虑陀螺效应及不平衡力的刚性飞轮转子系统径向四自由度二阶数学模型;其次,将各自由度数学模型中本自由度项作为内部扰动,其... 针对电磁轴承支承的高速飞轮储能转子系统振动抑制问题,提出一种降阶线性自抗扰控制(rLADRC)方法。首先,建立考虑陀螺效应及不平衡力的刚性飞轮转子系统径向四自由度二阶数学模型;其次,将各自由度数学模型中本自由度项作为内部扰动,其他自由度项带来的耦合和不平衡力项作为外界扰动,进而设计降阶线性扩张状态观测器(LESO)对总扰动进行实时估计;最后,设计线性状态误差反馈控制律(LSEF)并对总扰动进行补偿。结果表明:rLADRC能够实现转子径向四自由度之间的有效解耦,与传统分散比例积分微分(PID)控制和线性自抗扰控制相比,具有良好的动态性能和较强的扰动抑制能力,可在全转速范围内实现飞轮转子系统的稳定悬浮和对振动的有效抑制。 展开更多

关键词 电磁轴承 陀螺效应 高速飞轮储能 降阶线性自抗扰控制 振动抑制

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电网调频型飞轮储能系统自适应鲁棒充电控制方法研究 被引量：7

6

作者 武鑫 滕伟 柳亦兵 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期56-61,共6页

飞轮储能系统对电网频率调节控制的效果优异,能够有效地提高电网频率稳定性,保证电网运行的可靠性和安全性。为了提高电网波动下的系统充电过程中系统性能和转速跟踪精度,并减小系统的振动和冲击,针对采用永磁同步电机的此类系统,基于... 飞轮储能系统对电网频率调节控制的效果优异,能够有效地提高电网频率稳定性,保证电网运行的可靠性和安全性。为了提高电网波动下的系统充电过程中系统性能和转速跟踪精度,并减小系统的振动和冲击,针对采用永磁同步电机的此类系统,基于矢量控制策略提出了转子转速自适应鲁棒控制(ARC)方法和连续参考转速曲线。通过建立的仿真模型,对推导的方法进行了验证。接着应用转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线。仿真结果表明:基于转速ARC控制方法和连续参考转速曲线,系统的转速稳态误差为0.03%,角加速度稳态误差为0.7%,电网波动下的转速最大误差为0.8%;基于转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线时,系统的转速稳态误差为0.08%,角加速度稳态误差为1.6%,电网波动下的转速最大误差为6.0%。因此,采用转速ARC控制方法和连续参考转速曲线的系统性能和转速跟踪误差明显优于采用转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线。 展开更多

关键词 调频型飞轮储能系统 充电控制 连续参考转速曲线 自适应鲁棒控制方法

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飞轮储能辅助燃煤机组调频动态过程仿真研究 被引量：65

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作者 隋云任 梁双印 +5 位作者 黄登超 高满达 王建业 柳亦兵 胡三高 秦立军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期2597-2605,共9页

近年来,可再生能源的快速发展对电网稳定性带来挑战,对常规燃煤机组的调频能力提出了更高的要求。但由于大容量燃煤机组热惯性较大,过快的调频速度会严重损害燃煤机组运行的安全性和经济性,而采用飞轮储能辅助燃煤机组调频能很好的解决... 近年来,可再生能源的快速发展对电网稳定性带来挑战,对常规燃煤机组的调频能力提出了更高的要求。但由于大容量燃煤机组热惯性较大,过快的调频速度会严重损害燃煤机组运行的安全性和经济性,而采用飞轮储能辅助燃煤机组调频能很好的解决上述问题。基于燃煤机组在发电过程中的工作特性,构建锅炉系统、汽轮机系统的数学模型;同时根据永磁同步电机的工作原理,对飞轮储能充放电过程控制策略进行研究,并在区域电网中模拟飞轮储能系统和常规火电机组共同参与二次调频互补协调运行的过程。在MATLAB/simulink中构建仿真模型对所提出的控制策略进行验证并得到仿真结果:耦合飞轮储能系统能减少系统频率变化量约1/2,同时减少输出功率波动和锅炉主蒸汽压力波动。结果表明,利用飞轮储能系统辅助燃煤机组调频,不仅能极大地提高调频质量,同时降低汽轮机输出功率波动和锅炉主蒸汽压力波动,延长机组寿命。 展开更多

关键词 飞轮储能 调频 充放电控制 汽轮机 锅炉

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平滑风电波动的飞轮协同电池混合储能系统经济性配置

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作者 滕伟 许庆祥 +3 位作者 王亚军 秦润 武鑫 柳亦兵 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1101-1108,共8页

针对风电场的有功功率波动,采用小波包分解的功率平抑算法,得到满足并网要求的低频信号分量和高频的混合储能系统参考功率,并使用低通滤波分频和信号平滑去噪方法获得飞轮储能和电池储能的参考信号,同时考虑放电深度和循环次数对电池储... 针对风电场的有功功率波动,采用小波包分解的功率平抑算法,得到满足并网要求的低频信号分量和高频的混合储能系统参考功率,并使用低通滤波分频和信号平滑去噪方法获得飞轮储能和电池储能的参考信号,同时考虑放电深度和循环次数对电池储能系统寿命的影响,构建混合储能系统在计划年限内的全生命周期经济性模型,采用多跟踪器优化算法(MTOA)得到最优的混合储能容量配置。最后,结合风电场实际功率数据,仿真分析验证混合储能系统对功率平抑的有效性和经济性。结果表明:混合储能系统既能保证风电场的有功功率波动满足并网要求,又能充分发挥不同储能形式特性,降低系统运行成本。 展开更多

关键词 有功功率波动 混合储能 容量配置 全生命周期经济性

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飞轮储能虚拟同步机动态特性及对电力系统频率的改善分析 被引量：5

9

作者 左兴龙 柳亦兵 +2 位作者 秦润 曲文浩 滕伟 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1920-1927,共8页

“双碳”目标提出后,可再生能源发电持续增加,传统火电机组占比下降,电力系统惯量降低,频率安全面临挑战。飞轮储能虚拟同步机(VSG)具备快速响应和惯量支撑能力,能够改善电力系统频率特性。本工作首先建立飞轮储能VSG模型,分析其在不同... “双碳”目标提出后,可再生能源发电持续增加,传统火电机组占比下降,电力系统惯量降低,频率安全面临挑战。飞轮储能虚拟同步机(VSG)具备快速响应和惯量支撑能力,能够改善电力系统频率特性。本工作首先建立飞轮储能VSG模型,分析其在不同阻尼状态下的动态响应特性,验证了飞轮储能VSG的惯量和快速响应优势,并确定2.5 MW/0.5 MWh飞轮储能阵列VSG的最佳控制参数。随后建立含飞轮储能VSG的电力系统频率响应扩展模型,阐述飞轮储能VSG的惯性响应和调频能力,并在Matlab/Simulink环境中对某区域电力系统进行仿真分析,验证飞轮储能VSG调频辅助和惯量支撑作用,能够抑制电力系统在功率扰动时的频率跌落,抬升频率最低点,改善电力系统频率恶化现状。 展开更多

关键词 飞轮储能 虚拟同步机 惯量 频率特性

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飞轮储能在电力系统的工程应用 被引量：33

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作者 涂伟超 李文艳 +1 位作者 张强 王佳傲 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第3期869-877,共9页

2018年底的统计数据表明,新能源发电装机首超水电,跃居我国第二大发电形式,但新能源本身固有的随机性和波动性对电网的稳定带来了挑战,并且新能源机组对电网调峰、调频的贡献可以忽略不计。建设一定规模以飞轮储能为代表的电网级灵活调... 2018年底的统计数据表明,新能源发电装机首超水电,跃居我国第二大发电形式,但新能源本身固有的随机性和波动性对电网的稳定带来了挑战,并且新能源机组对电网调峰、调频的贡献可以忽略不计。建设一定规模以飞轮储能为代表的电网级灵活调节资源是应对这一挑战的途径之一,飞轮储能的工程价值则通过调频辅助服务市场等典型应用场景得以体现。本文通过对近年来飞轮储能工程项目进展情况的跟踪,介绍了飞轮储能技术的主要子系统及各大公司和研究机构的技术路线,归纳出飞轮储能在电力系统的工程应用主要包括电网调频、新能源消纳和微电网支撑等,应用于新能源消纳时飞轮储能有平滑出力和无功补偿等多种工作模式,可以弥补新能源发电的不确定性。但与功率型电池储能技术相比,制约飞轮储能技术大规模应用的瓶颈在于初始投资成本过高,电网级飞轮储能技术的发展方向应为更高的性价比,这样才能获得应有的市场份额。 展开更多

关键词 飞轮储能 工程应用 二次调频 无功补偿

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基于部分模型辅助LADRC的电磁轴承-飞轮转子系统振动抑制 被引量：3

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作者 吴传磊 滕伟 +2 位作者 王亚军 秦润 柳亦兵 《轴承》 北大核心 2024年第7期106-114,共9页

针对电磁轴承支承的飞轮转子系统振动抑制问题,提出了一种部分模型辅助线性自抗扰控制方法,建立考虑陀螺效应和不平衡力的刚性飞轮转子系统径向四自由度二阶数学模型,将各自由度二阶模型中的本自由度项作为已知信息辅助线性扩张状态观... 针对电磁轴承支承的飞轮转子系统振动抑制问题,提出了一种部分模型辅助线性自抗扰控制方法,建立考虑陀螺效应和不平衡力的刚性飞轮转子系统径向四自由度二阶数学模型,将各自由度二阶模型中的本自由度项作为已知信息辅助线性扩张状态观测器的设计,其他自由度项和不平衡力作为外界扰动,并设计线性状态误差反馈控制律对总扰动进行实时补偿。仿真结果表明,所提方法能以更低的观测器带宽达到与线性自抗扰控制相同的控制性能,并实现飞轮转子径向4个自由度之间的有效解耦,比分散PID控制具有更好的动态性能和抗干扰能力,可实现转子全转速范围内振动的有效抑制。 展开更多

关键词 滑动轴承 磁力轴承 陀螺效应 转子系统 不平衡力 振动抑制

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基于改进变步长LMS算法的储能飞轮主动磁轴承-转子系统振动控制 被引量：2

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作者 徐显昭 王亚军 +2 位作者 张昊随 滕伟 柳亦兵 《轴承》 北大核心 2024年第7期99-105,共7页

针对储能飞轮主动磁轴承-转子系统的振动控制,在变步长最小均方差(LMS)算法的基础上采用一种改进的步长因子并对其可变参数和算法效果进行对比分析,改进算法在提高迭代收敛速度的同时还能保持一定的稳态误差。对基于有限铁木辛柯梁单元... 针对储能飞轮主动磁轴承-转子系统的振动控制,在变步长最小均方差(LMS)算法的基础上采用一种改进的步长因子并对其可变参数和算法效果进行对比分析,改进算法在提高迭代收敛速度的同时还能保持一定的稳态误差。对基于有限铁木辛柯梁单元法建立的轴承-转子系统动力学模型的仿真结果表明,在转子的振动位移反馈信号进入控制器前,利用基于改进步长因子LMS算法的自适应滤波器可以有效识别并滤除与转子同频的信号分量,从而实现储能飞轮主动磁轴承-转子系统的不平衡振动控制。 展开更多

关键词 滑动轴承 磁力轴承 飞轮 转子 振动抑制 不平衡 最小均方算法

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存在初始静偏心的储能飞轮转子动力学特性

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作者 张昊随 柳亦兵 +1 位作者 滕伟 武鑫 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期225-232,共8页

以大功率储能飞轮转子系统为研究对象,探究电机转子存在初始静偏心时飞轮动力学特性的变化规律。首先使用能量法求出电机转子不平衡磁拉力(UMP)与转子偏心位移之间的关系,采用Timoshenko梁单元模型建立包含UMP的飞轮转子机电耦合动力学... 以大功率储能飞轮转子系统为研究对象,探究电机转子存在初始静偏心时飞轮动力学特性的变化规律。首先使用能量法求出电机转子不平衡磁拉力(UMP)与转子偏心位移之间的关系,采用Timoshenko梁单元模型建立包含UMP的飞轮转子机电耦合动力学模型,计算分析电机转子初始偏心量和偏心方向对飞轮稳态和瞬态特性的影响,得出以下结论:随着偏心量的增大,上轴承处轴心轨迹出现嵌套圆环,频谱出现3种频率成分且幅值增大,升速响应曲线共振峰的峰值增大,对应转速减小;当偏心方向改变且旋转一周时,转频等成分的幅值、升速响应曲线共振峰值产生明显的周期规律变化。 展开更多

关键词 飞轮 转子 储能 动力学 初始静偏心 不平衡磁拉力 机电耦合

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复合材料储能飞轮转子多环配合下的应力分析

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作者 张宇 滕伟 +3 位作者 王亚军 秦润 彭迪康 柳亦兵 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1582-1591,共10页

分析了复合材料飞轮转子多环配合结构下的应力状态:考虑飞轮转子多环装配后的静态初应力、装配后的静态位移、工作状态下多环过盈配合的应力、复合材料轮缘纤维缠绕对应力的影响,建立了正交各向异性材料轴对称的飞轮转子理论模型,计算... 分析了复合材料飞轮转子多环配合结构下的应力状态:考虑飞轮转子多环装配后的静态初应力、装配后的静态位移、工作状态下多环过盈配合的应力、复合材料轮缘纤维缠绕对应力的影响,建立了正交各向异性材料轴对称的飞轮转子理论模型,计算了离心力、环间配合压力作用下转子各环的径向和环向应力分布。分析了过盈量与转子各环应力的关系,确立了过盈量的选取准则。结果表明:随着过盈量的增大,金属转轴和金属轮毂间的应力会先减小再增大,复合材料轮缘间的应力会相应增大。 展开更多

关键词 飞轮转子系统 应力分析 复合材料 过盈量选取

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用于风电功率平抑的飞轮储能阵列功率协调控制策略 被引量：32

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作者 陈玉龙 武鑫 +1 位作者 滕伟 柳亦兵 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期600-608,共9页

风电输出功率存在随机性和波动性的问题,使得电网调频难度加大。采用飞轮储能匹配风电的形式可以减小其功率波动,提高并网能力。以交流母线并联的飞轮储能阵列为研究对象,首先针对现有功率分配策略中存在的问题,提出一种考虑功率分配上... 风电输出功率存在随机性和波动性的问题,使得电网调频难度加大。采用飞轮储能匹配风电的形式可以减小其功率波动,提高并网能力。以交流母线并联的飞轮储能阵列为研究对象,首先针对现有功率分配策略中存在的问题,提出一种考虑功率分配上限和能使各单元荷电状态(SOC)趋于一致的功率协调控制策略。同时为保证功率控制精度和储能系统的响应速度,采用对储能阵列进行分层分组控制的方法。然后建立了飞轮储能单元功率跟随控制模型和飞轮储能阵列功率控制模型,并通过一组飞轮储能单元的充放电仿真验证了所提协调控制策略的可行性和优势。最后基于飞轮储能实时补偿风电功率中高频成分的方法来平滑风电输出功率的波动。采用2 MW的飞轮储能阵列匹配10 MW风电,其中2 MW飞轮储能阵列由8台250 kW/50(kW·h)飞轮储能单元组成,10 MW风电由5台2 MW风电机组组成。飞轮储能阵列采用仿真模型,风电输出功率采用200 min的实测运行机组的数据。仿真结果验证了所提出的控制策略和分层分组控制方法的有效性,也表明了飞轮储能匹配风电可以显著降低风电功率的波动量,且能满足国家相关标准(GB/T 19963—2011)的要求。 展开更多

关键词 风电功率平抑 飞轮储能阵列 功率协调控制策略

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并网型飞轮储能系统金属转子结构优化设计 被引量：9

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作者 武鑫 陈玉龙 柳亦兵 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期317-321,共5页

太阳能和风力发电具有间歇性,经常需要储能系统来平衡其对电网的影响。飞轮储能系统具有响应速度快和功率密度高等优势,可用来解决上述大规模可再生发电系统并网问题。储能密度是衡量飞轮储能系统性能的一项重要指标。该文提出一种在不... 太阳能和风力发电具有间歇性,经常需要储能系统来平衡其对电网的影响。飞轮储能系统具有响应速度快和功率密度高等优势,可用来解决上述大规模可再生发电系统并网问题。储能密度是衡量飞轮储能系统性能的一项重要指标。该文提出一种在不改变储能总量、转速和转子直径的前提下,仅通过改变金属转子结构来降低转子质量,进而提高系统储能密度的方法。首先应用上述方法把等厚度金属转子设计成厚度沿转子半径而变化的变厚度结构,然后使用有限元分析软件ANSYS Workbench中的Response Surface Optimization模块对得到的转子结构进行优化。仿真结果表明:结构优化后的转子与原转子相比,质量降低16.88%,系统储能密度提高20.40%。 展开更多

关键词 飞轮转子 结构分析 储能密度 应力分析

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非对称径向电磁轴承结构设计及电磁特性分析

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作者 李雪威 滕伟 +2 位作者 吴传磊 秦润 柳亦兵 《轴承》 北大核心 2025年第8期51-59,共9页

为了降低卧式飞轮转子系统径向电磁轴承的损耗,结合转子系统的实际承载需求,设计了一种磁极非对称的径向电磁轴承,采用等效磁路法推导了电磁合力的数学模型,完成了该非对称径向电磁轴承的参数设计;采用Ansys Maxwell软件对非对称径向电... 为了降低卧式飞轮转子系统径向电磁轴承的损耗,结合转子系统的实际承载需求,设计了一种磁极非对称的径向电磁轴承,采用等效磁路法推导了电磁合力的数学模型,完成了该非对称径向电磁轴承的参数设计;采用Ansys Maxwell软件对非对称径向电磁轴承的静磁场特性和承载力特性进行分析,并采用场路耦合有限元仿真对非对称和对称2种结构的径向电磁轴承总损耗进行对比。结果表明:设计的非对称径向电磁轴承能够以较小的控制电流满足转子系统的悬浮要求;与对称径向电磁轴承相比,在同等承载力要求下,转子静态悬浮和高速旋转工况下非对称径向电磁轴承的总损耗分别降低了8.38%和15.81%;在同等电流激励下,非对称径向电磁轴承具有更大的承载力和更小的损耗。 展开更多

关键词 滑动轴承 磁力轴承 非对称 结构设计 损耗 有限元分析

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辅助核电机组一次调频的飞轮储能阵列容量配置方法 被引量：9

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作者 武鑫 杨威鹏 +3 位作者 熊星宇 马志勇 张爽 罗海荣 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期877-884,共8页

针对核电机组一次调频能力不足的问题,采用飞轮储能阵列来辅助核电机组进行一次调频。首先,建立额定功率为1 MW、储存电量为250 kW·h的飞轮储能单元模型和额定功率4 MW、储存电量1 MW·h飞轮储能阵列,并分析其充放电特性;其次... 针对核电机组一次调频能力不足的问题,采用飞轮储能阵列来辅助核电机组进行一次调频。首先,建立额定功率为1 MW、储存电量为250 kW·h的飞轮储能单元模型和额定功率4 MW、储存电量1 MW·h飞轮储能阵列,并分析其充放电特性;其次,基于粒子滤波方法,以提升核电机组一次调频积分电量贡献指数2倍为目标,提出了一种飞轮储能阵列容量配置方法;最后,根据某装机容量为1 250 MW的核电机组历史运行数据,通过仿真验证所提出的飞轮储能阵列容量配置方法。结果表明:与采用集合经验模态分解(EEMD)方法的飞轮储能阵列容量配置方法相比,基于粒子滤波方法的飞轮储能阵列容量配置方法具有更好的调频效果。 展开更多

关键词 核电机组 一次调频 飞轮储能阵列 粒子滤波方法 容量配置方法

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抽水蓄能-飞轮混合储能系统协调控制方法 被引量：4

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作者 武鑫 尚文举 +3 位作者 马志勇 滕伟 张爽 罗海荣 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期468-476,共9页

建立了一台容量为300 MW的抽水蓄能机组功率模型和容量为25 MW的飞轮储能阵列模型并分析了各自的充放电特性。然后,为了达到抽水蓄能机组综合调频指标提高至2倍,同时减小机组磨损进而降低损耗成本的目标,基于水电机组斜坡输入控制策略... 建立了一台容量为300 MW的抽水蓄能机组功率模型和容量为25 MW的飞轮储能阵列模型并分析了各自的充放电特性。然后,为了达到抽水蓄能机组综合调频指标提高至2倍,同时减小机组磨损进而降低损耗成本的目标,基于水电机组斜坡输入控制策略和飞轮储能阵列荷电状态(SOC)分段控制策略,提出了一种抽水蓄能-飞轮混合储能系统的协调控制策略。最后,根据某额定功率为300 MW的抽水蓄能机组历史运行数据,通过仿真实验验证了所提出的混合储能系统协调控制策略。结果表明:在电网二次调频过程中,提出的混合储能系统协调控制策略将抽水蓄能机组的综合调频性能指标提高2.29倍以上,能够显著减少抽水蓄能机组平稳运行阶段的频繁输出调整、进而降低损耗成本并提高抽水蓄能机组的稳态运行特性,同时保证飞轮储能阵列的SOC维持在合理水平。 展开更多

关键词 抽水蓄能 飞轮储能 混合储能系统 协调控制方法 二次调频

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平抑风电功率波动的飞轮储能系统容量配置方法 被引量：10

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作者 许庆祥 滕伟 +2 位作者 武鑫 柳亦兵 梁双印 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3906-3914,共9页

为使风电场有功功率变化满足国家标准中有功功率变化限制的推荐值范围,采用飞轮储能系统平抑风电场有功功率输出。基于低通滤波方法,由飞轮储能系统响应风电场有功功率输出的高频成分,降低并网功率波动对电网一次调频的影响。通过建立... 为使风电场有功功率变化满足国家标准中有功功率变化限制的推荐值范围,采用飞轮储能系统平抑风电场有功功率输出。基于低通滤波方法,由飞轮储能系统响应风电场有功功率输出的高频成分,降低并网功率波动对电网一次调频的影响。通过建立不同截止频率和不同飞轮储能系统功率容量下的双层寻优模型,得到满足飞轮储能系统约束条件、风电并网有功功率变化要求和经济性指标的最优化飞轮储能系统容量。建立飞轮储能系统模型,仿真验证飞轮储能系统能够较好地响应功率指令,有效平抑风电功率波动。 展开更多

关键词 飞轮储能 有功功率输出 低通滤波 储能系统容量

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