10月12-13日，第五屆儲(chǔ)能技術(shù)在分布式能源與微電網(wǎng)中應(yīng)用高層研討會(huì)在深圳順利召開，來自行業(yè)協(xié)會(huì)、科研院所、知名企業(yè)的代表共300人到場參會(huì)。會(huì)議由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)、全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合主辦。中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)、中國儲(chǔ)能網(wǎng)承辦。上海航天控制技術(shù)研究所科研生產(chǎn)部副部長鄭建勇博士，在會(huì)上就航天飛輪儲(chǔ)能技術(shù)在軍民兩用領(lǐng)域的應(yīng)用和研究做了精彩演講。


演講全文如下：

尊敬的各位來賓，各位朋友，下午好！很榮幸借此機(jī)會(huì)在這里和儲(chǔ)能行業(yè)的各位翹楚精英、優(yōu)勢企業(yè)進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)，在航天領(lǐng)域我們所已辛勤耕耘了將近半個(gè)多世紀(jì)，這些年來祖國的航天事業(yè)迅速發(fā)展，803所也做出了自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)，這是我們的使命和職責(zé)，但是我們在儲(chǔ)能行業(yè)領(lǐng)域里面是個(gè)“新兵”。飛輪儲(chǔ)能屬于機(jī)械式儲(chǔ)能，也即是物理儲(chǔ)能，縱觀今年在深圳會(huì)展中心8號(hào)館里面的所有展商，也只有我們一家單位在展示“機(jī)械儲(chǔ)能”。在空間飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域，飛輪是重要的空間飛行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其原理基于的是角動(dòng)量守恒；目前，國家大力倡導(dǎo)與推動(dòng)軍民融合戰(zhàn)略，我們正在努力把飛輪技術(shù)往民用儲(chǔ)能領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，作為軍工單位我們也希望做出一些成績，勵(lì)志將飛輪儲(chǔ)能作為傳統(tǒng)儲(chǔ)能方式的有益補(bǔ)充。

中國航天科技集團(tuán)目前有三大總體院，我們所隸屬于中國航天科技集團(tuán)第八研究院，是航天八院里面唯一的控制專業(yè)研究所，也是航天八院最大的研究所，有2200多人。主要從事武器和宇航領(lǐng)域的控制系統(tǒng)和光電探測系統(tǒng)及關(guān)鍵單機(jī)產(chǎn)品的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)和服務(wù)，是專業(yè)特色突出、研產(chǎn)一體、軍民融合的大型控制專業(yè)技術(shù)研究所。目前，主要承擔(dān)戰(zhàn)術(shù)武器、運(yùn)載火箭和空間飛行器的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)和核心單機(jī)，以及載人航天與探月工程配套單機(jī)的研制、生產(chǎn)和試驗(yàn)任務(wù)；同時(shí)，承擔(dān)航天技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)與航天服務(wù)業(yè)的經(jīng)營與開發(fā)。

今天非常感謝儲(chǔ)能分會(huì)的劉勇秘書長和羅琴經(jīng)理提供的大會(huì)平臺(tái)，讓我們有機(jī)會(huì)和大家在儲(chǔ)能領(lǐng)域做深入的交流和學(xué)習(xí)。

剛才有專家提到飛輪儲(chǔ)能已在國內(nèi)的很多高校進(jìn)行研究，如清華、北航及哈工大等高校都在進(jìn)行研究，但是真正做到工程化上天的也只有是我們所和北京航天五院的502所，在航天飛輪工程研制方面，我們具有絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢和長期的工程經(jīng)驗(yàn)積累。

上午有人提到飛輪唯一的不足是能量密度比較小，為此我們也是定位飛輪儲(chǔ)能是作為傳統(tǒng)儲(chǔ)能行業(yè)的有益補(bǔ)充，我們也瞄準(zhǔn)了三個(gè)行業(yè)：一是高品質(zhì)電源，像UPS電源，也即是高品質(zhì)電源，UPS是我們一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，放電時(shí)間可以在15秒之內(nèi)放電，UPS電源是用于數(shù)據(jù)中心、應(yīng)急電源，包括醫(yī)院等之類的。二是能量回收系統(tǒng)，放電時(shí)間在5分鐘左右，主要是軌道交通和港口的吊裝。第三個(gè)是智能電網(wǎng)做的功率調(diào)頻和風(fēng)電并網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)幅，這是我們定位的三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。

作為用電來講，首要的前提是安全，它在諸多用電領(lǐng)域有幾種干擾，短時(shí)閃斷、頻率波動(dòng)和電壓波動(dòng)，這是安全用電的隱患。我們做過試驗(yàn)，用飛輪儲(chǔ)能，UPS可以修整IEE定義的9種電源波形問題，我們做過相應(yīng)的分析。像高功率、高可靠不同的電源的系統(tǒng)，例子比較多，網(wǎng)上也都可以查得到，在這里不多做介紹。國外市場已經(jīng)全面啟動(dòng)了飛輪儲(chǔ)能的推廣應(yīng)用，美國Active Power公司專門生產(chǎn)和銷售UPS飛輪電池，年銷售額已經(jīng)達(dá)到7000萬美元左右；據(jù)ICT統(tǒng)計(jì)，UPS電源全球市場規(guī)模2014年已達(dá)62.2億美元，且處于高速發(fā)展階段，2020年預(yù)測為100億美元。目前，在傳統(tǒng)UPS儲(chǔ)能領(lǐng)域仍是以鉛酸電池為主，急需新一代可靠、高效、綠色的飛輪UPS。在飛輪儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究，國內(nèi)工程化方面仍舊是剛剛起步，尚無自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛輪UPS產(chǎn)品，我們所在響應(yīng)國家軍民融合戰(zhàn)略的大背景下，將航天飛輪技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，已取得的階段性的成果，飛輪儲(chǔ)能的產(chǎn)品樣機(jī)已進(jìn)行了跑合試驗(yàn)。


第二個(gè)目標(biāo)市場是地鐵飛輪儲(chǔ)能能量循環(huán)系統(tǒng)，地鐵在頻繁進(jìn)出站時(shí)，頻繁進(jìn)出站導(dǎo)致 剎車、加速啟動(dòng)造成能量浪費(fèi)；同時(shí)，地鐵站的變電站峰值配置容量要求也非常高；還有制動(dòng)電阻發(fā)熱和散熱浪費(fèi)了能量。故此，我們想在地鐵進(jìn)站剎車和能量回收方面進(jìn)行飛輪應(yīng)用的探討。我們也做了估算，經(jīng)過分析，利用飛輪制動(dòng)能量回收系統(tǒng)有效抑制目線的沖擊，通過仿真分析，可以達(dá)到30%以上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用，節(jié)能20%以上，還是相當(dāng)可觀的。在飛輪能量循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用方面，英國尤恩科動(dòng)力在倫敦地鐵、保富鐵路都得到了推廣應(yīng)用，但是國內(nèi)還沒有應(yīng)用驗(yàn)證的事例，我們啟動(dòng)了相關(guān)研究，準(zhǔn)備在上海地鐵、蘇州的地鐵進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用。利用飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，以上海為例，一個(gè)車站配置2MW飛輪儲(chǔ)能設(shè)備，以10000元/kW的工程成本，僅上海需要的一次性投資規(guī)模為450*2*10000*1000=90億元。飛輪能量循環(huán)系統(tǒng)同樣適用于高鐵、公交以及新能源汽車，市場前景和市場規(guī)模巨大。

第三個(gè)目標(biāo)市場，智能電網(wǎng)/分布式電網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)幅，傳統(tǒng)的風(fēng)能、太陽能最大的不足是有間歇性和隨機(jī)性，加劇了電源側(cè)的波動(dòng)；低電壓穿越、極限功率穿越能力有偏差。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)可以15分鐘內(nèi)達(dá)到功率調(diào)頻，傳統(tǒng)調(diào)頻對(duì)調(diào)頻信號(hào)的響應(yīng)速度比較慢，飛輪儲(chǔ)能響應(yīng)速度是秒級(jí)的；當(dāng)然兩者可以互相補(bǔ)充應(yīng)用，如5秒~15分鐘負(fù)荷波動(dòng)，由飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)承擔(dān)；而大于15分鐘的負(fù)荷波動(dòng)，則可由傳統(tǒng)調(diào)頻手段承擔(dān)。在智能電網(wǎng)功率調(diào)頻應(yīng)用方面，Beacon公司已美國、愛爾蘭等地建設(shè)了多個(gè)飛輪調(diào)頻電站，國內(nèi)還在探索階段。

飛輪儲(chǔ)能的原理就是機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換還有電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，飛輪儲(chǔ)能有幾個(gè)優(yōu)勢：性能安全，可靠性可以提高70%以上，這個(gè)資料是公開的；產(chǎn)品使用高效，效率達(dá)到98%左右，也可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、可精確的監(jiān)控，因?yàn)榻涌诒容^簡單；可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品長壽命20年，現(xiàn)在最早的空間站飛行，像俄羅斯已經(jīng)超過20年，當(dāng)然還有環(huán)保，不會(huì)像鉛酸電池產(chǎn)生二次污染，絕對(duì)是綠色環(huán)保的，基于經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，占地成本可以節(jié)約70%，整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)比較小，后面會(huì)有產(chǎn)品介紹；還有維護(hù)成本也少。

目前，我們所已研制成功了300KW磁懸浮飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，也已跑和試驗(yàn)成功。和國外的產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，如AP公司和VYCON公司，我們的產(chǎn)品有三個(gè)特點(diǎn)：產(chǎn)品性能包絡(luò)達(dá)到或優(yōu)于國外同類產(chǎn)品；在價(jià)格方面具有明顯優(yōu)勢；產(chǎn)品重量和功耗偏低。

飛輪儲(chǔ)能技術(shù)50年前就已有人提出，但是仍舊沒有得到大范圍的推廣應(yīng)用，原因在于有很多的關(guān)鍵技術(shù)難已突破。基于我們所在航天領(lǐng)域的飛輪技術(shù)基礎(chǔ)，我們已逐個(gè)突破了大功率、高轉(zhuǎn)速動(dòng)發(fā)一體機(jī)技術(shù)（功率達(dá)到300kW，轉(zhuǎn)速達(dá)到33000rpm）；大功率雙向變流器技術(shù)（已實(shí)現(xiàn)功率300kw、開關(guān)頻率10k）及混合磁軸承相位補(bǔ)償技術(shù)等。目前，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)民用化已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)實(shí)，我們正在積極推動(dòng)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化。

感謝各位的聆聽，我們也歡迎儲(chǔ)能行業(yè)的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位朋友有機(jī)會(huì)到上海803所進(jìn)行現(xiàn)場的考察和指導(dǎo)。謝謝各位！