基于数驱动技术的储能产业发展趋势和未来预测

基于数驱动技术的储能产业发展趋势和未来预测飞轮储能技术简介飞轮储能在调频辅助服务领域的应用飞轮储能调频电站n

安全性方面：纯物理储能方式，

状态透明，安全可靠n

寿命方面：飞轮储能在20年寿命

期内，不限充放电次数n

环境适应性：温度适应范围很宽，

节省温控系统的电费n

退役回收方面：残值很高，主要

是金属，回收处理简单，成本低锂离子电池调频电站n安全性：热失控问题难以解决，

国内外已多次发生起火爆炸事故n寿命方面：大倍率、频繁充放电，

寿命衰减很快，寿命可能小于投资

回收期n环境适应性：电池寿命受温度影

响很大，需要进行严格的温控n退役回收方面：回收处理工艺复

杂，成本高，需投入额外资金处理

废旧电池VS飞轮储能基本原理n基本构成飞轮储能本体由高速飞轮和同轴的电机（电动机/发电机）构成，

纯物理储能方式n

工作原理l

充电模式：电机工作在电动机状态，驱动飞轮高速旋转,

电能

转换为动能储存l

放电模式：电机工作在发电机状态，利用飞轮高速旋转的惯性

带动转子旋转，通过发电机将飞轮存储的动能转换成电能输出n能量计算公式飞轮储能核心模块l

飞轮位于真空环境的壳体中，采用五轴主动磁悬浮轴承控制技术，没有物理磨损，

能量转换效率高，使用寿命超过20年l

飞轮本体转速高达37000转/分钟，高功率密度l

连续充放电次数超过百万次，且可实现快充/快放l

通过OSHPD抗震认证，设备安全性高飞轮储能系统构成

1

飞轮模块：系统核心部件，可实现20年免维护图形用户界面：提供系统状态监测、系统功能设定

等功能

3

飞轮控制单元：实现飞轮储能系统的监测、控制、通

信等功能

4

磁力轴承控制单元：实现五轴主动磁悬浮系统的监测

与控制功能

5

双向变流器：对飞轮电机变频电压进行转换，满足

不同应用场景接入电压的要求

6

真空泵：维持飞轮壳体内的真空度，以减少风阻损

失，从而提高飞轮能量效率5341622飞轮储能产品——VDC系列n

VDC

XXT型飞轮储能产品规格基本参数最大额定功率450kW最大储能6250kW•秒最高转速37000转/分钟工作温度-10ºC

至40ºC湿度90%

非凝露输入输入电压(Vdc)400-600输入电流15-50A

，可根据应用调整输出输出电压(Vdc)400-520，可根据应用调整电压调节率+/-

1%输出纹波小于2%尺寸和重量尺寸（宽×深×高）762mm×762mm×1872mm重量820kg飞轮储能产品——REGEN系列n

REGEN型飞轮储能产品规格基本参数最大额定功率150kW最大储能2250kW•秒工作温度0ºC

至

50ºC湿度90%

非凝露直流接口直流电压750Vdc/1500Vdc（可根据需要调整）直流电压167Adc@750Vdc电压调节率+/-

1%输出纹波小于2%交流接口（可选）交流接口380VAC（可根据需要调整）尺寸和重量尺寸（宽×深×高）760mm×760mm×2260mm重量940kg飞轮储能产品——SDC系列n

SDC系列能量型飞轮储能产品规格产品型号SDC

60SDC

100SDC200额定功率300kW500kW500kW储能量60kWh100kWh200kWh放电时间15min@240kW15min@400kW30min@400kW设备尺寸1.2m×1.2m×1m1.8m×1.8m×1m1.8m×1.8m×2m设备重量3000kg5000kg10000kg飞轮储能阵列系统n主要技术特点l可满足直流电网和交流电网不同电压规格的接

入要求l

系统采用模块化的设计理念，组态灵活，兼容

性强，扩容方便，满足不同容量、不同功率的

飞轮储能需求l采用智能化的飞轮阵列管理系统，集成了数据

监测控制子系统和能量管理子系统，实现对飞

轮阵列的全方位管控l

系统提供对外通信和调度接口，可接受本地和

远方的调度指令，进行充放电控制l

系统充放电响应速度快，一致性好l每台飞轮储能单元的电量状态（SOC）和转速

直接对应，SOC完全透明，可精确控制飞轮阵

列内的每一台飞轮储能单元同步充电或放电飞轮储能核心技术高速永磁电动机/发电机技术IGBT电力电子

变换技术五轴主动磁悬浮

轴承及控制技术高速飞轮材料

及工艺技术飞轮储能核心优势l高安全：纯物理储能过程，状态透明，安全可控；通过UL

认证/CE认证/OSHPD抗震认证;可验证的1500套现场安全运行经验l

长寿命：核心部件长达20年使用寿命，磁悬浮轴承免更换；产品实际运行时间已长达12年l快充放：毫秒级快速充放电能力，功率密度大l宽温域：运行温度范围，无需精密空调环境l低成本：使用寿命长，占地面积小，节省设备更换成本和

使用成本，全生命周期成本低l无污染：全生命周期无污染，绿色环保l易回收：退役回收利用率高，处理简单，成本低飞轮储能UPS

VS

铅酸蓄电池UPS某银行电池火灾导致损失2亿人民币VYCON飞轮系统传统蓄电池系统初期设备采购高低配套成本低高，需要电池架、开关箱、

电池

连接线等配件成本安装成本低，对使用环境无特殊要求，室温

条件下即可使用高，需要专门的电池间放置，

电

池间需要防爆灯，烟感，气灭，

电池监测，防爆风机的设备投入使用寿命20年5-6年运行成本低，无需空调降温高，为保障蓄电池性能稳定需要

精密空调控制温度，制冷费用高。需要配套电池监控系统运维工作量小，年度巡检，巡检工作量小大，每季度需要安排巡检，巡检

工作量大占地面积小，

占地面积是蓄电池的1/3大环保绿色环保，全生命周期无环境污染

问题铅酸电池的生产、使用、回收过

程均可能产生环境污染问题安全性安全性高低，存在火灾、爆炸等安全隐患可靠性可通过监控系统及人机交互界面实

时监控系统运行状态由蓄电池引起的问题占UPS故障的

30%每月每季半年每年/首次系统浮充电压XXXX充电电流XXXX温度、散热、柜体和蓄电池XXXX蓄电池、电池架和清洁检查XXXX单体电压XX单体内阻（连接电阻、离子

电导性和

极板表面电解质）XXX负极端子温度XX放电期间单体连接电阻XX端子连接X充电器的直流纹波X深度放电X飞轮储能UPS——应用领域数据中心医院3

赌场/机场广电系统应急移动电源车工业企业/电子厂房12465飞轮储能UPS——应急电源车解决方案n

主要特点l

采用免蓄电池的完全磁悬浮飞轮储能UPS

，技术先进

，

安全可靠，显著提高供电可靠性l

飞轮储能装置的体积小，大大减小了车内的占地面积

，

节省投资l

飞轮储能装置具有长达20年使用寿命，不限充放电次

数l

飞轮储能装置的环境适应性强，无需精密空调来控制

车内环境温度l

飞轮储能装置经美国OSHPD抗震认证，满足各种路况

的运输条件l

现场运行使用操作简单，方便在各种应用场合快捷部

署飞轮储能在地铁再生制动能量回收领域的应用l

地铁列车多采用交流变频调压（VVVF）调速系统，在制动时列车使用制动电阻来消耗列

车减速或制动时的再生能量。采用这种方法，列车制动能量以热能形式白白浪费掉，电

力消耗巨大不容忽视。同时会产生大量废热，使地铁隧道和车站内的温度升高，增加地

铁通风成本l

采用飞轮储能系统进行再生制动能量回收利用，可以节能，节省总运营成本的3%DC

DC

DC飞轮储能在地铁再生制动能量回收领域的应用开始

CMDModbus控制器地铁公用设施电力480VAC，3ФI

线

V

线完全充满电线!DCACAC!

t!

t

t整流器

01FWU2

FWU3

FWU4整流器

02显示显示显示显示轨道

DC总线状态和

控制VYCON

RR500FWM3FWM2!

tWESS实时ACAC开关设FWU1!充电中FWM4FWM1放电就绪就绪I

线启动DC备飞轮储能在地铁再生制动能量回收领域的应用n主要优势l

降低地铁运营成本通过储存再生制动的电能可节省15%左右的牵引电力，达到节能的目的l

对交流电网无冲击直流系统内部实现能量回收利用，对交流电网无冲击l

改善直流供电系统质量在低电位时提供电压支持，控制和降低因大范围负载波动而引起的供电母线的电

压变化l

减少隧道内的热量，降低环控成本减少由制动电阻产生的废热，降低环控系统负担。l

可根据实际运行数据优化模块化设计，便于系统扩容。可动态调整系统阈值，根据不同运营条件对系统进