技术天地
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飞轮储能系统在风电场中的应用主要体现在以下几个方面： 1.一次调频 飞轮储能系统能够快速响应电网频率变化，为风电场提供一次调频服务。例如，在国家电投集团河南平顶山叶县长丰风电场，5MW/175kWh的飞轮储能系统通过接收一次调频指令，迅速调整充放电功率，稳定电网频率。这种快速响应能力弥补了风电场因风速变化导致的功率波动，减少了对电网频率的冲击。 2.平滑功率输出 风电场的输出功率受风速变化影响较大，飞轮储能系统可以平滑这种功率波动。通过在风电场并网出口端并联飞轮储能矩阵系统，飞轮储能系统可以在风速波动时吸收或释放能量，使风电场向电网输送的功率更加平稳。例如，在二连浩特风电场，飞轮储能与电池储能构成的混合储能系统能够有效平抑风电功率波动。 3.提高低电压穿越能力 在风电场遭遇低电压故障时，飞轮储能系统可以提供短时能量支撑，帮助风电机组维持运行，提高低电压穿越能力。这种能力对于保障风电场在电网故障时的稳定性至关重要。 4.混合储能应用 飞轮储能系统还可以与电池储能系统结合，形成混合储能系统，以发挥各自的优势。例如，在二连浩特风电场，飞轮储能与3MW/3MWh的电池储能共同构成混合储能系统，为风电场提供一次调频和调峰服务。飞轮储能系统响应速度快，适合处理短时高频次的功率波动，而电池储能系统则更适合长时间的能量存储。 5.构网型应用 构网型飞轮储能系统可以为电网提供物理转动惯量支撑，解决大规模新能源接入带来的稳定性问题。例如，国内首套构网型飞轮储能示范项目在富源西风电场一次上电成功，验证了构网型飞轮储能系统在惯量支撑、一次调频和无功补偿等方面的能力。 6.系统配置与控制策略 飞轮储能系统的容量配置和控制策略是其在风电场应用的关键。通常根据风电场的总容量配置5%～10%的储能装置，并设计相应的充放电控制策略。例如，采用虚拟惯性控制和虚拟下垂控制结合模糊规则的控制策略，可以有效防止飞轮转速越限，同时弥补风电场在一次调频中的功率缺额。 综上所述，飞轮储能系统凭借其快速响应、高效率和长寿命等优点，在风电场中具有广泛的应用前景，能够显著提升风电场的运行稳定性和电网的接纳能力。
