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作为国内第一个全容量飞轮储能-火电联合调频工程,也是全球单体储电量最大、单体功率最大的飞轮储能,突破了500千瓦级大功率飞轮单体的技术瓶颈,实现大功率飞轮单体工程应用。
此次开工的22兆瓦/4.5兆瓦时飞轮储能项目,是一种新兴的电能储存技术,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。
该厂加快煤电机组节能升级和灵活性改造,探索多种能源技术耦合,突破原有的灵活性、低碳性及可靠性发展范畴,在保障热电联供功能的同时,对提升机组灵活性和经济效益具有重大意义。
将改善火电机组的调频性能,提供电力辅助服务、支持大电网安全稳定运行,为我国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。
飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。
能阶段,通过电动机拖动飞轮,使飞轮加速到一定的转速,将电能转化为动能;在能量释放阶段,飞轮减速带动电动机作发电机运行,将动能转化为电能。典型的飞轮储能装置,一般包括高速旋转的飞轮、封闭壳体和轴承系统、...
飞轮储能的研究主要着力于研发提高能量密度的复合材料技术和超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降低损耗的主要方法,而复合材料能够提高储能密度,降低系统体积和重量。截止2012年我国还没有100千瓦、1万转以...
飞轮储能系统的并网控制方法设计
飞轮储能系统的并网控制方法设计 中国科学院电工研究所的研究人员刘文军、 唐西胜等,在 2015年第 16期《电 工技术学报》上撰文,采用带 LCL 滤波器的背靠背双 PWM 变流器作为飞轮电机与电网 进行能量交换的接口,提出一种飞轮储能系统并网控制方法。 该方法由电网侧变流器控制和电机侧变流器控制两部分组成, 并经过充电、 预并网和并网 运行三个阶段。 在充电和预并网阶段,电网侧变流器采用不控整流方式,电机侧变流器先后采用速度外环 和电压外环控制方式; 在并网运行阶段, 电网侧变流器控制采用基于电网侧电流外环、变流器侧电流内环的直接 功率控制策略,控制并网有功功率的大小及流向; 电机侧变流器控制采用直流母线电压外 环、电流内环的双闭环控制策略,维持直流母线电压恒定。 采用零极点对消降阶法及对称优化函数等效法分别设计电机侧内外环控制器参数。 进行了 飞轮储能系统的充电、预并网和并网运行实验。
磁悬浮飞轮储能装置的设计
设计了一种磁悬浮支承的飞轮储能装置,对飞轮结构与支承形式等进行了研究。将盘状飞轮优化为伞状飞轮,可以提高飞轮转动惯量;采用机械轴承与永磁轴承相结合,省去复杂的电磁轴承以及相关控制部分,飞轮在合适的转速下稳定旋转,并完成了样机的设计。该新产品的开发具有节能环保的意义。
电光火球多发生在雷雨天的枝状闪电之后或地震前后,晴天里也时有出现。根据大量的电光火球观测资料,电光火球的一般性质可概括如下:
电光火球的形状多为球形,也有椭球形、梨形、纺锤形、带形、盾形、栓形及螺旋形等。
电光火球的直径一般为几厘米到几十厘米,但也有小于1厘米和大到几米的。
电光火球两种最常见的颜色是白色和橘黄色,其他较常见的颜色有红色、黄色、绿色、蓝色以及紫色等。银色和黑色很少见。
电光火球可从静止到难以想象的高速(每小时2万多千米,但这种情况不是在雷暴中),一般速度约为每秒5米,即每小时18千米。
电光火球在极少情况下会产生噼哩啪啦或咝咝的声音。
电光火球似乎是某种等离子体或云雾状物质,有的球状闪电中心是透明的,有的是中空的,或根本没有明显的固定结构,有些球状闪电似乎处在动态的变化中。
目击者说电光火球有烧焦或硫磺的气味。还有说有时有氨水或臭氧的气味。
球状闪电一般都像路灯一样亮。它们有时白天即可见到,但人们通常是夜间见到它们照亮了大地。
电光火球有冷热之分。有些电光火球在人靠近它时不觉得热,而有的电光火球则有高热辐射,甚至引起火灾。
电光火球的寿命一般为几秒,个别的可长达几分钟。而普通枝状闪电的寿命不到1秒。
球状闪电往往沿"之"字形的路线行走,灵巧地躲避各种障碍物。有的掉在地上还能像皮球一样反弹起来。实际上,火球有飘动和转动两种运动形式。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时突然改变方向,再沿水平方向移动;在地面附近的多数火球的运动轨迹是弯曲的;有些火球在短时间内能静止不动地悬在空中,然后又突然离去。
电光火球可以是街道、烟囱、室内,甚至飞机座舱里!如1984年,一架客机正在前苏联上空正常飞行,突然一个不速之客--球状闪电出现在机舱里,它掠过乘客的头顶,飞到机尾,突然分裂成两团半月形的闪电消失了,只在机舱壁上留下了两个大洞。
许多电光火球无声无息地消失,但相当-部分火球在消失时发生爆炸,甚至损坏建筑物,造成人畜伤亡。比如1849年,几位巴黎市民目睹了一个红色的球状闪电在半空中飘浮,突然间爆炸开来,向四面八方发出刺眼的光,随即附近一堵墙上轰开了一个炮弹大小的洞。多数火球出现时伴有强烈的电磁效应。火球能使电器设备烧毁短路,甚至造成严重的停电事故。火球喜欢沿导体运动,能使金属熔化。
从古至今,电光火球一直是使科学家感到神往但又迷惑不解的一种物理现象。伊特鲁里亚的碑铭,亚里士多德和卢克莱 修的著作,近代原子物理学家尼尔斯· 玻尔的论著,都提到过电光火球。按照现代等离子体物理学中流行的一种理论,电光火球是定域于适当的磁场位形空间和速度空间的等离子体,它从周围获得能量,等离子区的直径取决于外部场的频率,因此产生谐振。但是目前还没有结果,科学家们的意见仍不一致。本来关于电光球的知识在十九世纪与二十世纪世纪之交的几年中已经被特斯拉研究出来了,后来这种技术却又随着这位伟大天才的逝世而失传了。 当特斯拉在科罗拉多斯普林斯试 验站进行发明研究时,发现电光球不断地在他的高压设备上偶然出现,这时他并不了解它有何用处。在他看来,这是一 种讨厌的东西,可是总得把它弄清楚。于是他就着手研究这类奇怪的火球的形成方式,后来竟学会人工制造这种火 球了。在1900年1月8日的一篇日记 里,特斯拉先是记述他拍了几张实验室照片,然后提到他观看了火花转变成流光和火球的情况。特斯拉认为,原始能量不足以维持火球,还必须有另外的能源。
著名作家马克·吐温、演员J·杰弗逊和英国彼尔森杂志社记者查昂西·莫戈文曾一起观看了特斯拉的表演,后来莫戈文回忆道:"想一想,你坐在一间灯光明亮的宽敞房屋里,四处堆满了各种奇形怪状的机器。一位个子瘦长的人走到你的跟前,只见他捻了一下手指,劈啪一声响,顿时就冒出一团红色火球,而他将火球捧在手上,泰然自若。你越看越惊异,这团火怎么不烧手指? 他把火球贴到自己的衣服上,扪到自己 的头发上,又塞到你的怀里,最后干脆装进一个木头盒子里。简直叫人不敢相信。这团火不论烧到哪里,都不留丝毫痕迹。你禁不住揉揉眼睛,看看自己是不是在做梦哩!"莫戈文对特斯拉的电光火球百思不得其解。其实何止莫戈文,那些与特斯拉同时代的人以及一百年以来世界上所有的科学家,没有谁能说得清特斯拉何以一次又一次地造成这种效果,而且直到今天也没有人能够解释清楚。奇怪得很,现代等离子体物理学家虽有设备精良的实验室,可是造出来的等离子体的稳定性,同特斯拉造成的真正电光火球相比,根本不能同日而语。
在高温下由人工控制进行的轻核聚变反应叫受控热核聚变反应,这种反应释放出的能量是目前人类最理想的新能源,它以海水为原料,提取氢的同位素氘,在近亿度的极高温度下发生热核反应,释放巨大的能量。这种能源的原料取之不尽,用之不竭,而且极少放射性污染。实现受控热核聚变反应最关键的问题在于保持高温等离子体的相干性,将其约束在一定的磁场位形空间和速度空间内,使它具有一定的稳定性。 由于电光火球被认为可以有效地约束不稳定质体,以致于在实现受控核聚变的国际竞争中具有举足轻重的地位,揭开球形闪电之谜有助于找到人体自燃等现象的真实原因。而更多的科学家认为,研究球形闪电最直接的作用是有助于找到高效、清洁的新能源。所以现代有许多等离子体物理学家醉心于研究电光火球。
特斯拉的研究表明,电光火球是可以在人工条件下形成的,而它的运动似乎可以由人的意念来控制。这样,一直被认为是自然现象的电光球就成了一种人工现象。但愿人类之中能够再出现一位伟大的发明天才,把特斯拉逝世时带到另一个世界里去的关于电光火球和无线传输能量的知识寻回来,制造出稳定的电光火球,使受控热核聚变反应得以实现。
飞轮储能系统安装在电动汽车里,作为电动汽车的动力源,称之为飞轮电池。80年代初,瑞士Oerlikon工程公司,研制成功完全由飞轮功能的第一辆公共汽车。
风力发电由于风速不稳定,给风力发电用户在使用上带来了困难。传统的做法是安装柴油发电机,但由于柴油机本身的特殊要求,在启动后30分钟内才能停机,而风力常常间断数秒,数分钟。这就出现了两个问题:柴油机组频繁启动,影响使用寿命;风机重启动后柴油机同时作用,会造成电能过剩。考虑到飞轮储能量大,储能密度高,充电快捷,充放电次数无限,因此。国外不少科研机构已将飞轮储能引入风力发电系统,即:风力发电机组 内燃机组 飞轮储能。
美国的Vista Tech Engineering,Ine将飞轮引入到风力发电系统,实现全程调峰,飞轮机组的发电功率为300kW,大容量储能飞轮的储能为277kW/h。试验表明.风力发电系统电能输出性能及经济性能良好,较未采用飞轮储能有很大改善 。
(1)在市电输入正常,或者在市电输入偏低或偏高(一定范围内)的情况下,UPS通过其内部的有源动态滤波器对市电进行稳压和滤波,保证向负载设备提供高品质的电力保障,同时对飞轮储能装置进行充电,UPS利用内置的飞轮储能装置储存能量。
(2)在市电输入质量无法满足UPS正常运行要求,或者在市电输入中断的情况下,UPS将储存在飞轮储能装置里的机械能转化为电能,继续向负载设备提供高品质并且不间断的电力保障。
(3)在UPS内部出现问题影响工作的情况下,UPS通过其内部的静态开关切换到旁路模式,由市电直接向负载设备提供不间断的电力保障。
(4)在市电输入恢复供电,或者在市电输入质量恢复到满足UPS正常运行要求的情况下,则立即切换到市电通过UPS供电的模式,继续向负载设备提供高品质并且不间断的电力保障,并且继续对飞轮储能装置进行充电。
飞轮储能系统还可以应用在电力调峰、不间断电源、大功率脉冲放电电源、赛车、通讯系统信号传输等。 2100433B