2021av天堂网手机版高清_亚洲av无码不卡无码网站情海_欧美A月级高清视频_91在线亚洲最新

低溫18650 3500
無(wú)磁低溫18650 2200
過(guò)針刺低溫18650 2200
低溫磷酸3.2V 20Ah
21年專(zhuān)注鋰電池定制

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:2830次  |  2018年05月25日  

  中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:清華大學(xué)工程物理系、清華大學(xué)電機(jī)系的研究人員戴興建、姜新建、王秋楠、汪勇、王善銘,在2017年第21期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文,為鉆機(jī)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)研制了1套1MW/60MJ飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng),開(kāi)展了軸系動(dòng)平衡、充放電、損耗和效率測(cè)試實(shí)驗(yàn)研究。

  采用高強(qiáng)度合金鋼變截面飛輪存儲(chǔ)動(dòng)能,飛輪電機(jī)軸系為立式支撐結(jié)構(gòu),重型拼裝永磁環(huán)軸承承擔(dān)了97%的軸系重量。永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子采用格柵結(jié)構(gòu)硅鋼內(nèi)嵌磁鋼,以實(shí)現(xiàn)較高速度安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

  基于大容量功率電子變換和電機(jī)控制技術(shù),開(kāi)發(fā)了100-300kW充電、500-1000kW放電的控制電路硬件和軟件,充電過(guò)程中采用了弱磁、轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制策略,放電過(guò)程中采用電壓閉環(huán)和電流前饋控制策略。動(dòng)平衡后飛輪儲(chǔ)能機(jī)組振動(dòng)減少為0.07mm以內(nèi)。飛輪儲(chǔ)能電源充放電循環(huán)效率達(dá)到86%-88%。

  飛輪儲(chǔ)能的基本原理是電能與旋轉(zhuǎn)體動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換:在儲(chǔ)能階段,通過(guò)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)飛輪加速,將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;在能量釋放階段,電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,飛輪電機(jī)減速,將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并輸出。

  現(xiàn)代飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)集成了先進(jìn)復(fù)合材料轉(zhuǎn)子技術(shù)、磁軸承技術(shù)、高速電機(jī)以及功率電子技術(shù)而極大地提高了性能。在2000年前后,現(xiàn)代飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品開(kāi)始推廣于不間斷電源供電、電能質(zhì)量管理、電網(wǎng)調(diào)頻。正在發(fā)展的飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用有風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電。國(guó)內(nèi)近年來(lái)在飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中取得了突破,正處于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用拓展期。

  石油鉆機(jī)是鉆井施工的主要裝備,其動(dòng)力通常由柴油機(jī)組或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)組提供,動(dòng)力機(jī)組的輸出特性柔性不足,難以適應(yīng)鉆機(jī)負(fù)載的頻繁大幅度波動(dòng),動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行功率冗余容量偏多。

  在鉆機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中引進(jìn)調(diào)峰電機(jī)和飛輪儲(chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)力調(diào)峰運(yùn)行;在低負(fù)荷時(shí)利用動(dòng)力機(jī)組的冗余出力帶動(dòng)調(diào)峰電機(jī)發(fā)電,給飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)充電;在尖峰負(fù)荷出現(xiàn)時(shí),飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,驅(qū)動(dòng)調(diào)峰電機(jī)做電動(dòng)運(yùn)行,快速向動(dòng)力系統(tǒng)釋放功率以平衡負(fù)荷。調(diào)峰運(yùn)行的動(dòng)力機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn),并可減少冗余容量,有利于節(jié)能減排。

  鉆機(jī)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)提出的儲(chǔ)能單元技術(shù)指標(biāo)為:充電功率100-300kW,發(fā)電功率500-1000kW,可用能量42MJ,頻繁充放電周期為3-5min。調(diào)研表明尚無(wú)廠家可以提供成熟的產(chǎn)品,為此研制了1套1MW/60MJ飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng),開(kāi)展了軸系動(dòng)平衡、充放電、損耗和效率測(cè)試實(shí)驗(yàn)研究。

  結(jié)論

  利用有限元強(qiáng)度分析方法,建模并優(yōu)化設(shè)計(jì)變截面大型合金鋼飛輪和內(nèi)嵌磁鋼永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的格柵結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)拼裝永磁軸承的承載力達(dá)到50kN,與飛輪電機(jī)軸系的重量相當(dāng)。

  基于大容量功率電子變換和電機(jī)矢量控制技術(shù),研制了較小功率充電、大功率發(fā)電的控制電路硬件和軟件,采用弱磁、電流前饋、電壓閉環(huán)和速度閉環(huán)復(fù)合控制策略。本機(jī)動(dòng)平衡后飛輪儲(chǔ)能機(jī)組振動(dòng)在高轉(zhuǎn)速區(qū)減少到0.02mm以內(nèi),實(shí)現(xiàn)了全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行。

  機(jī)械損耗和電機(jī)鐵損理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,系統(tǒng)待機(jī)損耗18kW,為發(fā)電最大功率的2%。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)充、放電循環(huán)效率為86%-88%。實(shí)驗(yàn)證明飛輪儲(chǔ)能是一種大功率、高效率的儲(chǔ)能技術(shù)。

鉅大鋰電,22年專(zhuān)注鋰電池定制

鉅大核心技術(shù)能力