【科技动态】国内外飞轮储能动态电压恢复器最新研究进展

发表时间：2021-09-13 14:06作者：徐帆胡东旭编译来源：国际储能技术与产业联盟

土耳其学者开展用作动态电压恢复器的飞轮储能系统的设计与分析

文章信息

技术领域：飞轮储能在稳定电压上的应用

开发单位：菲拉特大学理工学院 O. Aydogmus

技术突破：介绍了一种用于动态电压恢复器(DVR)的飞轮储能系统(FESS)的设计、优化和分析，结果表明，根据欧洲EN 50160和IEC标准确定的最低电压水平，该FESS可以提供110千瓦负载8.117秒和2.2千瓦负载6分钟的能量。

文章名称：Omur Aydogmus, Gullu Boztas, Resat Celikel. Design and analysis of a flywheel energy storage system fed by matrix converter as a dynamic voltage restorer. Energy, 2022.

应用价值：设计分析了矩阵变换器结构的飞轮储能动态电压恢复器，可以实现电网与飞轮之间的功率双向转换。

为了保证电力系统的可靠性和稳定性，必须尽可能地提高电能质量。电压暂降是电力系统最常见的扰动，通常与电力系统故障有关,缓解这种情况最有效的方法是使用动态电压恢复器（DVR）。动态电压恢复器储存的能量可以是不同的形式，如机械能，电能和电磁能。电池在电力系统应用中存在放电循环深度低、寿命短、效率低、污染环境等缺点，与之相比，飞轮储能系统寿命长、功率密度高、效率高、维护成本低，可以用来消除电压骤降和瞬间断电，提高电能质量和系统的稳定性。。

来自菲拉特大学的研究人员利用SolidWorks对所设计的飞轮进行了频率分析，保证了其自然共振频率在自由场效应的工作频率范围之外。随后，他们证明了矩阵变换器结构可以用于飞轮储能系统。矩阵式变换器由于其固有特性，可以实现电网与飞轮之间的功率双向转换。此外，与传统变换器相比，矩阵式变换器的输出电压THD较低。然而，矩阵变换器的电压利用率为86.6%，不适用于标准电机。为此，研究人员利用MAGNET-Infolytica设计了一种与矩阵变换器电压电平兼容的永磁同步电机，采用多目标优化算法对电机进行优化，使电机的转矩脉动小，转矩尽可能高。在对飞轮和电机进行设计分析后，在MATLAB环境下得到了一种并网的FESS结构。在电网和所设计的FESS之间采用矩阵变换器实现双向功率转换。矩阵变换器使用一个非常小的滤波器产生低于5% THD的电压。根据欧洲EN 50160和IEC标准确定的最低电压水平，设计的FESS可以提供110千瓦负载8.117秒和2.2千瓦负载6分钟的能量。（编译：INESA 徐帆，胡东旭）

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