在“双碳”目标引领下,中国能源结构正加速向清洁低碳转型。风电、光伏等新能源的装机规模屡创新高,但也给电网带来了新的挑战。新能源固有的波动性与间歇性,使得电网频率稳定性面临前所未有的压力,对精准、快速的调频能力提出了极为迫切的需求。
传统火电机组调频响应慢、调节损耗大的弊端日益凸显。在此背景下,飞轮储能技术凭借其毫秒级的响应速度、超长的循环寿命和高安全性,成为稳定电网的理想选择。全球首个百兆瓦级全飞轮独立调频示范电站——博鼎储能项目的成功投运,标志着这一前沿技术正从示范走向规模化应用。

01 破解“延迟魔咒”:一体化设计实现毫秒级竞速
电网调频如同在走钢丝,任何微小的延迟都可能影响整个系统的平衡与效益。飞轮储能系统要实现对电网指令的瞬时响应,核心在于其“大脑”与“心脏”——储能变流器(PCS)的高效协同。
阳光电源为此项目定制的储能变流一体机,从系统层面进行了统筹优化。通过软硬件一体化设计,简化了设备间的通信链路,确保了控制指令能够毫无延迟地抵达每一个执行单元。
为满足飞轮系统与电网调度、EMS之间复杂高效的交互需求,其PCS产品创新性地支持单元级与整机一体化双模式调度。这种灵活的通信架构,确保了信号的实时准确传递,极大提升了系统的鲁棒性与协同效率。
此外,阳光电源还将预充功能直接集成到PCS直流侧。这一看似微小的改动,却省去了外部预充模块的配置,不仅降低了项目初始投资,更通过高度集成化提升了整个系统的可靠性,实现了简约设计下的更快响应。
02 适配极端工况:为飞轮储能安上“可靠心脏”
飞轮储能系统的运行特点是“高频次、高强度”,一天内充放电调频次数可高达数千次。频繁的启停与剧烈的功率波动,对PCS的稳定性和耐用性提出了极为严苛的考验,如同要求心脏在极限运动中始终保持稳定搏动。
针对飞轮启机模式切换时易引发的直流母线电压失稳问题,阳光电源PCS凭借其宽直流电压运行范围设计,有效覆盖了切换过程中的电压波动。这确保了飞轮机组能够平滑过渡,显著提升了整体运行的稳定性。
安全是系统运行的基石。阳光电源PCS依托其专利控制软件算法,具备了极速的故障自检和自恢复能力。在极端故障工况下,系统能优先保障向电网馈电,实现飞轮的可靠减速与安全停机。
更值得一提的是,面对高频功率调度产生的剧烈温升挑战,阳光电源采用了专利相变散热技术。该技术能快速吸收瞬时热冲击,将核心器件温度稳定在合理区间,有效延缓性能退化,保障PCS在严苛工况下仍能长久稳定运行。
03 从示范到引领:中国新型储能迈入产业化新阶段
威海乳山博鼎储能电站的成功并网,不仅是飞轮储能技术商业化的重要一步,更是中国新型储能产业发展的缩影。该项目一期已平稳运行,其二期项目更是被纳入山东省2025年新型储能示范项目库,彰显了其技术领先性和广阔前景。
这一标杆项目的背后,是阳光电源近三十年在电力电子领域的技术积淀。凭借在电力电子、电化学及电网支撑方面的“三电融合”综合实力,其产品能够高效应用于飞轮、全钒液流、钠电等多种新型储能场景。
当前,中国正大力推动新型储能的规模化发展,以支撑构建新型电力系统。以阳光电源为代表的中国企业,通过持续的技术创新与工程实践,不断突破关键技术瓶颈,为新型储能的大规模推广应用夯实了基础,推动中国在全球能源转型浪潮中占据领先地位。
从技术验证到商业投运,全球首个百兆瓦级全飞轮独立调频电站的落成,是中国在新型储能领域取得的又一重大突破。阳光电源通过其卓越的PCS技术,成功将飞轮储能的机械优势转化为可靠的电网支撑能力,为解决高比例新能源并网难题提供了关键方案。展望未来,随着技术的不断成熟与成本的持续优化,飞轮储能将在构建更安全、高效、绿色的新型电力系统中扮演愈发重要的角色。