中文名 | 光火儲(chǔ)耦合飛輪儲(chǔ)能工程 | 地????區(qū) | 寧夏 |
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此次開(kāi)工的22兆瓦/4.5兆瓦時(shí)飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目,是一種新興的電能儲(chǔ)存技術(shù),具有安全環(huán)保性好、深度充放電能力強(qiáng)、充放電次數(shù)多、調(diào)頻性能高和寬溫域、低成本、零衰減、零維護(hù)、高精準(zhǔn)等特性?xún)?yōu)點(diǎn)。
該廠加快煤電機(jī)組節(jié)能升級(jí)和靈活性改造,探索多種能源技術(shù)耦合,突破原有的靈活性、低碳性及可靠性發(fā)展范疇,在保障熱電聯(lián)供功能的同時(shí),對(duì)提升機(jī)組靈活性和經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。
將改善火電機(jī)組的調(diào)頻性能,提供電力輔助服務(wù)、支持大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,為我國(guó)煤炭清潔高效綜合利用、輔助新能源消納提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
作為國(guó)內(nèi)第一個(gè)全容量飛輪儲(chǔ)能-火電聯(lián)合調(diào)頻工程,也是全球單體儲(chǔ)電量最大、單體功率最大的飛輪儲(chǔ)能,突破了500千瓦級(jí)大功率飛輪單體的技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)大功率飛輪單體工程應(yīng)用。
飛輪儲(chǔ)能是指利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn),在需要的時(shí)候再用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。
飛輪儲(chǔ)能是一種利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪存儲(chǔ)能量的技術(shù)。在儲(chǔ)
能階段,通過(guò)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)飛輪,使飛輪加速到一定的轉(zhuǎn)速,將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;在能量釋放階段,飛輪減速帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。典型的飛輪儲(chǔ)能裝置,一般包括高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、封閉殼體和軸承系統(tǒng)、...
飛輪儲(chǔ)能的研究主要著力于研發(fā)提高能量密度的復(fù)合材料技術(shù)和超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。其中超導(dǎo)磁懸浮是降低損耗的主要方法,而復(fù)合材料能夠提高儲(chǔ)能密度,降低系統(tǒng)體積和重量。截止2012年我國(guó)還沒(méi)有100千瓦、1萬(wàn)轉(zhuǎn)以...
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飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的并網(wǎng)控制方法設(shè)計(jì) 中國(guó)科學(xué)院電工研究所的研究人員劉文軍、 唐西勝等,在 2015年第 16期《電 工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文,采用帶 LCL 濾波器的背靠背雙 PWM 變流器作為飛輪電機(jī)與電網(wǎng) 進(jìn)行能量交換的接口,提出一種飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)控制方法。 該方法由電網(wǎng)側(cè)變流器控制和電機(jī)側(cè)變流器控制兩部分組成, 并經(jīng)過(guò)充電、 預(yù)并網(wǎng)和并網(wǎng) 運(yùn)行三個(gè)階段。 在充電和預(yù)并網(wǎng)階段,電網(wǎng)側(cè)變流器采用不控整流方式,電機(jī)側(cè)變流器先后采用速度外環(huán) 和電壓外環(huán)控制方式; 在并網(wǎng)運(yùn)行階段, 電網(wǎng)側(cè)變流器控制采用基于電網(wǎng)側(cè)電流外環(huán)、變流器側(cè)電流內(nèi)環(huán)的直接 功率控制策略,控制并網(wǎng)有功功率的大小及流向; 電機(jī)側(cè)變流器控制采用直流母線電壓外 環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略,維持直流母線電壓恒定。 采用零極點(diǎn)對(duì)消降階法及對(duì)稱(chēng)優(yōu)化函數(shù)等效法分別設(shè)計(jì)電機(jī)側(cè)內(nèi)外環(huán)控制器參數(shù)。 進(jìn)行了 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電、預(yù)并網(wǎng)和并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。
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設(shè)計(jì)了一種磁懸浮支承的飛輪儲(chǔ)能裝置,對(duì)飛輪結(jié)構(gòu)與支承形式等進(jìn)行了研究。將盤(pán)狀飛輪優(yōu)化為傘狀飛輪,可以提高飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;采用機(jī)械軸承與永磁軸承相結(jié)合,省去復(fù)雜的電磁軸承以及相關(guān)控制部分,飛輪在合適的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),并完成了樣機(jī)的設(shè)計(jì)。該新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)具有節(jié)能環(huán)保的意義。
電光火球多發(fā)生在雷雨天的枝狀閃電之后或地震前后,晴天里也時(shí)有出現(xiàn)。根據(jù)大量的電光火球觀測(cè)資料,電光火球的一般性質(zhì)可概括如下:
電光火球的形狀多為球形,也有橢球形、梨形、紡錘形、帶形、盾形、栓形及螺旋形等。
電光火球的直徑一般為幾厘米到幾十厘米,但也有小于1厘米和大到幾米的。
電光火球兩種最常見(jiàn)的顏色是白色和橘黃色,其他較常見(jiàn)的顏色有紅色、黃色、綠色、藍(lán)色以及紫色等。銀色和黑色很少見(jiàn)。
電光火球可從靜止到難以想象的高速(每小時(shí)2萬(wàn)多千米,但這種情況不是在雷暴中),一般速度約為每秒5米,即每小時(shí)18千米。
電光火球在極少情況下會(huì)產(chǎn)生噼哩啪啦或咝咝的聲音。
電光火球似乎是某種等離子體或云霧狀物質(zhì),有的球狀閃電中心是透明的,有的是中空的,或根本沒(méi)有明顯的固定結(jié)構(gòu),有些球狀閃電似乎處在動(dòng)態(tài)的變化中。
目擊者說(shuō)電光火球有燒焦或硫磺的氣味。還有說(shuō)有時(shí)有氨水或臭氧的氣味。
球狀閃電一般都像路燈一樣亮。它們有時(shí)白天即可見(jiàn)到,但人們通常是夜間見(jiàn)到它們照亮了大地。
電光火球有冷熱之分。有些電光火球在人靠近它時(shí)不覺(jué)得熱,而有的電光火球則有高熱輻射,甚至引起火災(zāi)。
電光火球的壽命一般為幾秒,個(gè)別的可長(zhǎng)達(dá)幾分鐘。而普通枝狀閃電的壽命不到1秒。
球狀閃電往往沿"之"字形的路線行走,靈巧地躲避各種障礙物。有的掉在地上還能像皮球一樣反彈起來(lái)。實(shí)際上,火球有飄動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)形式。在天空中首先看到的是那些直接向下降落的火球,其中有些在接近地面時(shí)突然改變方向,再沿水平方向移動(dòng);在地面附近的多數(shù)火球的運(yùn)動(dòng)軌跡是彎曲的;有些火球在短時(shí)間內(nèi)能靜止不動(dòng)地懸在空中,然后又突然離去。
電光火球可以是街道、煙囪、室內(nèi),甚至飛機(jī)座艙里!如1984年,一架客機(jī)正在前蘇聯(lián)上空正常飛行,突然一個(gè)不速之客--球狀閃電出現(xiàn)在機(jī)艙里,它掠過(guò)乘客的頭頂,飛到機(jī)尾,突然分裂成兩團(tuán)半月形的閃電消失了,只在機(jī)艙壁上留下了兩個(gè)大洞。
許多電光火球無(wú)聲無(wú)息地消失,但相當(dāng)-部分火球在消失時(shí)發(fā)生爆炸,甚至損壞建筑物,造成人畜傷亡。比如1849年,幾位巴黎市民目睹了一個(gè)紅色的球狀閃電在半空中飄浮,突然間爆炸開(kāi)來(lái),向四面八方發(fā)出刺眼的光,隨即附近一堵墻上轟開(kāi)了一個(gè)炮彈大小的洞。多數(shù)火球出現(xiàn)時(shí)伴有強(qiáng)烈的電磁效應(yīng)。火球能使電器設(shè)備燒毀短路,甚至造成嚴(yán)重的停電事故?;鹎蛳矚g沿導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),能使金屬熔化。
從古至今,電光火球一直是使科學(xué)家感到神往但又迷惑不解的一種物理現(xiàn)象。伊特魯里亞的碑銘,亞里士多德和盧克萊 修的著作,近代原子物理學(xué)家尼爾斯· 玻爾的論著,都提到過(guò)電光火球。按照現(xiàn)代等離子體物理學(xué)中流行的一種理論,電光火球是定域于適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)位形空間和速度空間的等離子體,它從周?chē)@得能量,等離子區(qū)的直徑取決于外部場(chǎng)的頻率,因此產(chǎn)生諧振。但是目前還沒(méi)有結(jié)果,科學(xué)家們的意見(jiàn)仍不一致。本來(lái)關(guān)于電光球的知識(shí)在十九世紀(jì)與二十世紀(jì)世紀(jì)之交的幾年中已經(jīng)被特斯拉研究出來(lái)了,后來(lái)這種技術(shù)卻又隨著這位偉大天才的逝世而失傳了。 當(dāng)特斯拉在科羅拉多斯普林斯試 驗(yàn)站進(jìn)行發(fā)明研究時(shí),發(fā)現(xiàn)電光球不斷地在他的高壓設(shè)備上偶然出現(xiàn),這時(shí)他并不了解它有何用處。在他看來(lái),這是一 種討厭的東西,可是總得把它弄清楚。于是他就著手研究這類(lèi)奇怪的火球的形成方式,后來(lái)竟學(xué)會(huì)人工制造這種火 球了。在1900年1月8日的一篇日記 里,特斯拉先是記述他拍了幾張實(shí)驗(yàn)室照片,然后提到他觀看了火花轉(zhuǎn)變成流光和火球的情況。特斯拉認(rèn)為,原始能量不足以維持火球,還必須有另外的能源。
著名作家馬克·吐溫、演員J·杰弗遜和英國(guó)彼爾森雜志社記者查昂西·莫戈文曾一起觀看了特斯拉的表演,后來(lái)莫戈文回憶道:"想一想,你坐在一間燈光明亮的寬敞房屋里,四處堆滿了各種奇形怪狀的機(jī)器。一位個(gè)子瘦長(zhǎng)的人走到你的跟前,只見(jiàn)他捻了一下手指,劈啪一聲響,頓時(shí)就冒出一團(tuán)紅色火球,而他將火球捧在手上,泰然自若。你越看越驚異,這團(tuán)火怎么不燒手指? 他把火球貼到自己的衣服上,捫到自己 的頭發(fā)上,又塞到你的懷里,最后干脆裝進(jìn)一個(gè)木頭盒子里。簡(jiǎn)直叫人不敢相信。這團(tuán)火不論燒到哪里,都不留絲毫痕跡。你禁不住揉揉眼睛,看看自己是不是在做夢(mèng)哩!"莫戈文對(duì)特斯拉的電光火球百思不得其解。其實(shí)何止莫戈文,那些與特斯拉同時(shí)代的人以及一百年以來(lái)世界上所有的科學(xué)家,沒(méi)有誰(shuí)能說(shuō)得清特斯拉何以一次又一次地造成這種效果,而且直到今天也沒(méi)有人能夠解釋清楚。奇怪得很,現(xiàn)代等離子體物理學(xué)家雖有設(shè)備精良的實(shí)驗(yàn)室,可是造出來(lái)的等離子體的穩(wěn)定性,同特斯拉造成的真正電光火球相比,根本不能同日而語(yǔ)。
在高溫下由人工控制進(jìn)行的輕核聚變反應(yīng)叫受控?zé)岷司圩兎磻?yīng),這種反應(yīng)釋放出的能量是目前人類(lèi)最理想的新能源,它以海水為原料,提取氫的同位素氘,在近億度的極高溫度下發(fā)生熱核反應(yīng),釋放巨大的能量。這種能源的原料取之不盡,用之不竭,而且極少放射性污染。實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)最關(guān)鍵的問(wèn)題在于保持高溫等離子體的相干性,將其約束在一定的磁場(chǎng)位形空間和速度空間內(nèi),使它具有一定的穩(wěn)定性。 由于電光火球被認(rèn)為可以有效地約束不穩(wěn)定質(zhì)體,以致于在實(shí)現(xiàn)受控核聚變的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中具有舉足輕重的地位,揭開(kāi)球形閃電之謎有助于找到人體自燃等現(xiàn)象的真實(shí)原因。而更多的科學(xué)家認(rèn)為,研究球形閃電最直接的作用是有助于找到高效、清潔的新能源。所以現(xiàn)代有許多等離子體物理學(xué)家醉心于研究電光火球。
特斯拉的研究表明,電光火球是可以在人工條件下形成的,而它的運(yùn)動(dòng)似乎可以由人的意念來(lái)控制。這樣,一直被認(rèn)為是自然現(xiàn)象的電光球就成了一種人工現(xiàn)象。但愿人類(lèi)之中能夠再出現(xiàn)一位偉大的發(fā)明天才,把特斯拉逝世時(shí)帶到另一個(gè)世界里去的關(guān)于電光火球和無(wú)線傳輸能量的知識(shí)尋回來(lái),制造出穩(wěn)定的電光火球,使受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)得以實(shí)現(xiàn)。
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝在電動(dòng)汽車(chē)?yán)?,作為電?dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源,稱(chēng)之為飛輪電池。80年代初,瑞士Oerlikon工程公司,研制成功完全由飛輪功能的第一輛公共汽車(chē)。
風(fēng)力發(fā)電由于風(fēng)速不穩(wěn)定,給風(fēng)力發(fā)電用戶在使用上帶來(lái)了困難。傳統(tǒng)的做法是安裝柴油發(fā)電機(jī),但由于柴油機(jī)本身的特殊要求,在啟動(dòng)后30分鐘內(nèi)才能停機(jī),而風(fēng)力常常間斷數(shù)秒,數(shù)分鐘。這就出現(xiàn)了兩個(gè)問(wèn)題:柴油機(jī)組頻繁啟動(dòng),影響使用壽命;風(fēng)機(jī)重啟動(dòng)后柴油機(jī)同時(shí)作用,會(huì)造成電能過(guò)剩??紤]到飛輪儲(chǔ)能量大,儲(chǔ)能密度高,充電快捷,充放電次數(shù)無(wú)限,因此。國(guó)外不少科研機(jī)構(gòu)已將飛輪儲(chǔ)能引入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),即:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 內(nèi)燃機(jī)組 飛輪儲(chǔ)能。
美國(guó)的Vista Tech Engineering,Ine將飛輪引入到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全程調(diào)峰,飛輪機(jī)組的發(fā)電功率為300kW,大容量?jī)?chǔ)能飛輪的儲(chǔ)能為277kW/h。試驗(yàn)表明.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電能輸出性能及經(jīng)濟(jì)性能良好,較未采用飛輪儲(chǔ)能有很大改善 。
(1)在市電輸入正常,或者在市電輸入偏低或偏高(一定范圍內(nèi))的情況下,UPS通過(guò)其內(nèi)部的有源動(dòng)態(tài)濾波器對(duì)市電進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波,保證向負(fù)載設(shè)備提供高品質(zhì)的電力保障,同時(shí)對(duì)飛輪儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電,UPS利用內(nèi)置的飛輪儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存能量。
(2)在市電輸入質(zhì)量無(wú)法滿足UPS正常運(yùn)行要求,或者在市電輸入中斷的情況下,UPS將儲(chǔ)存在飛輪儲(chǔ)能裝置里的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,繼續(xù)向負(fù)載設(shè)備提供高品質(zhì)并且不間斷的電力保障。
(3)在UPS內(nèi)部出現(xiàn)問(wèn)題影響工作的情況下,UPS通過(guò)其內(nèi)部的靜態(tài)開(kāi)關(guān)切換到旁路模式,由市電直接向負(fù)載設(shè)備提供不間斷的電力保障。
(4)在市電輸入恢復(fù)供電,或者在市電輸入質(zhì)量恢復(fù)到滿足UPS正常運(yùn)行要求的情況下,則立即切換到市電通過(guò)UPS供電的模式,繼續(xù)向負(fù)載設(shè)備提供高品質(zhì)并且不間斷的電力保障,并且繼續(xù)對(duì)飛輪儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電。
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以應(yīng)用在電力調(diào)峰、不間斷電源、大功率脈沖放電電源、賽車(chē)、通訊系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)取?2100433B