2021年至2022年8月，我國各省曾出現(xiàn)不同程度拉閘限電的情況。江蘇、云南、浙江等省份因“能耗雙控”，政府要求停工限產(chǎn)。廣東、湖南、安徽等因電力供應(yīng)緊張，企業(yè)被迫錯(cuò)峰限電。東北同樣出現(xiàn)限電，屬電力供應(yīng)短缺。
對企業(yè)而言，主設(shè)備斷電，比如傳輸設(shè)備停電，將影響傳輸環(huán)網(wǎng)，導(dǎo)致大部分區(qū)域基站傳輸中斷，造成嚴(yán)重的通信故障等。在電力供應(yīng)充足省份向電力短缺省份輸送過程中，不間斷電源系統(tǒng)在關(guān)鍵任務(wù)電力保障領(lǐng)域起到了至關(guān)重要的作用。
飛輪應(yīng)急供電系統(tǒng)可用于為關(guān)鍵負(fù)載提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。飛輪儲(chǔ)能裝置能夠通過ups設(shè)備集成，在電網(wǎng)短時(shí)故障或大幅波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)能量補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)電力穩(wěn)定輸出。在出現(xiàn)電力中斷故障時(shí)，與柴油發(fā)電機(jī)或氫燃料發(fā)電機(jī)等設(shè)備配合，為關(guān)鍵負(fù)載提供不間斷電力支撐。
在醫(yī)院及城市重要用電場所，要求中斷供電時(shí)間小于或等于0.5s的一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷;機(jī)場的飛行區(qū)地面燈光系統(tǒng)、跑道燈、航空交通管制中心等場所，在很多情況下允許停電1s，在失電的情況下要求瞬間恢復(fù)供電。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠提供不間斷電源供應(yīng)。
走訪調(diào)研
近日，財(cái)聯(lián)社科創(chuàng)智庫(遼寧)中心走訪調(diào)研VYCON--沈陽微控新能源技術(shù)有限公司。
沈陽微控新能源技術(shù)有限公司(下文簡稱：“微控新能源”)公司運(yùn)營副總裁王易凡介紹，沈陽公司約有150人，技術(shù)工人60多，深圳分公司有10多人，公司聚焦技術(shù)解決方案。
提到微控二字的由來，王易凡表示，VYCON是美國飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)公司，2003年成立于美國洛杉磯，是全球最領(lǐng)先的磁懸浮飛輪生產(chǎn)制造商。
2018年，沈陽微控新能源技術(shù)有限公司將VYCON公司的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)引入中國，在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高速磁懸浮飛輪的批量化生產(chǎn)。VYCON公司現(xiàn)為沈陽微控新能源技術(shù)有限公司的全資子公司。
微控高速磁懸浮飛輪儲(chǔ)能設(shè)備的核心技術(shù)，包括高速永磁同步電機(jī)、用于懸浮和維持飛輪轉(zhuǎn)子高速運(yùn)行的五自由度主動(dòng)磁懸浮軸承等。產(chǎn)品具備可靠性高、功耗低等優(yōu)勢，產(chǎn)品全球部署量超過3000臺(tái)。
產(chǎn)品技術(shù)路線及應(yīng)用場景
飛輪物理儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作原理是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存裝置。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)通過外接電源給電，飛輪本體從低轉(zhuǎn)速升到高轉(zhuǎn)速，以飛輪本體高速旋轉(zhuǎn)的形式把電能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能存儲(chǔ)起來，轉(zhuǎn)的越快存儲(chǔ)的能量越多。放電的時(shí)候就通過飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，飛輪轉(zhuǎn)速降低，此時(shí)飛輪儲(chǔ)存的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括五軸主動(dòng)磁懸浮軸承的控制器、IGBT、真空泵等，其運(yùn)轉(zhuǎn)是在真空狀態(tài)下進(jìn)行工作，目標(biāo)只有一個(gè)，減少損耗。系統(tǒng)級的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到85%以上。
在備用電源領(lǐng)域，例如美國的UPS數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、手術(shù)室等不能有電源間斷的地方。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)負(fù)責(zé)保證電力供應(yīng)。產(chǎn)品的特征是短時(shí)、高功率、高頻次、不衰減、純物理儲(chǔ)能方式，綠色環(huán)保。
目前更多的應(yīng)用方向是新能源調(diào)頻電站，我國提出“雙碳”理念之后，所構(gòu)建的電力系統(tǒng)，是光能、風(fēng)能、潮汐能等新型電力系統(tǒng)，相比原來的電力系統(tǒng)，不穩(wěn)定性的特征凸顯。大量新能源、新型電力系統(tǒng)接入到電網(wǎng)里，電網(wǎng)的頻率發(fā)生的波動(dòng)就特別大，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)。
由此，飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品的應(yīng)用場景應(yīng)運(yùn)而生。隨著我國提出的可再生能源為發(fā)電主體，新型電力系統(tǒng)要占到50%，隨著高比例的新能源介入，火電就無法負(fù)擔(dān)電網(wǎng)的一次調(diào)頻，風(fēng)電光伏需要解決一次調(diào)頻和關(guān)聯(lián)響應(yīng)，所以催生了功率型的儲(chǔ)能的需求。
市場需求較為旺盛
微控新能源此前在備用電源領(lǐng)域的產(chǎn)品一次售賣量約為1臺(tái)至3臺(tái)，但在新能源場站，按照發(fā)電場站的風(fēng)電光伏的容量及配比測算，遼寧省的政策是10%，10萬的風(fēng)電場需要配1萬的儲(chǔ)能，來解決一次調(diào)頻和關(guān)聯(lián)響應(yīng)。
在新能源場站，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)以集裝箱模式來部署。用于電力調(diào)頻的磁懸浮飛輪儲(chǔ)能集裝箱分為飛輪室和電氣室，兩室內(nèi)包含共8臺(tái)REGEN飛輪儲(chǔ)能單元、1臺(tái)飛輪集中式變流裝置、飛輪儲(chǔ)能主控柜統(tǒng)、配電系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防報(bào)警設(shè)備等。
在PAD一、PAD二生產(chǎn)最終測試的區(qū)域，王宜凡介紹該區(qū)以地坑模式部署。地坑模式的優(yōu)勢，一是安全性能提高;二是效率得到提升。在量產(chǎn)能力的要求下，原來一年市場需求的100-200臺(tái)增至2000臺(tái)，有近10倍-20倍的增量。因此，現(xiàn)在以打40個(gè)地坑的方式，同步生產(chǎn)。
微控新能源表示，公司產(chǎn)品的應(yīng)用場景較大，需求量較大，產(chǎn)能相對緊缺，且終端市場需求是剛需。技術(shù)路徑上，電池和超級電容都受到使用壽命的影響，飛輪儲(chǔ)能相對較有競爭優(yōu)勢。日后，飛輪的市場空間主要取決于公司的量產(chǎn)能力。
相較于其他廠商，微控新能源表示，公司產(chǎn)品最大優(yōu)勢是全浮。飛輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)的越快，飛輪轉(zhuǎn)子的體積就越小。產(chǎn)品是全浮的情況下，能夠保證轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)的最快，飛輪體積較小。目前，該公司已與山西儲(chǔ)能、國有基金合作。(科創(chuàng)遼寧 季紹華)
作者：季紹華
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