关键词：储能装置、光伏发电、别墅太阳能发电

 

与别墅太阳能发电系统装置不同，飞轮储能装置还由以下部件组成，即电机、真空容器和电力电子装置。

 

(1)电机。

在光伏发电行业中别墅太阳能发电系统不存在电机装置，但电机位于飞轮储能装置内部，它既是电动机同时也充当发电机。在充电时，它作为电动机给飞轮加速，放电时它又作为发电机给外设供电，此时飞轮的转速不断下降，而当飞轮空闲运转时，整个装置则以最小损耗运行。由于电机转速高，运转速度范围大，且工作在真空之中，散热条件差，所以电机的工作性能要求非常高。从系统结构和降低功耗出发，常用的电机有永磁无刷电机、三相无刷直流电机、磁阻电机和感应电机。其中以永磁无刷直流/交流电机应用居多，特别是应用在转速30000r/min 以上的系统中。永磁电机结构简单，成本低，恒功率调速范围宽，在各种条件下都有较高的效率。目前永磁电机的转速可以达到200 000 r/min，而且调速非常容易。

 

(2)电力电子装置。

电力电子装置是储能飞轮系统中能量转换控制的关键部件，它起到调频、恒压、整流等功能。电力电子装置的应用提高了飞轮系统的灵活性和可控性。在充电过程中，电力电子装置采用恒转矩控制和恒功率控制两种变频控制方式，将交流电转换成直流电，驱动电机使飞轮加速旋转。当飞轮达到最高转速时，电力转换装置提供低压以便维持飞轮转速,降低转子系统的自身能量损耗。

 

(3)真空容器。

真空容器是飞轮储能装置中的辅助系统。将高速旋转的飞轮转子置于真空状态下，可以明显减少飞轮转子系统的风阻损耗，同时还可以有效屏蔽高速运转的转子意外断裂而伤人的意外事故。但Acamley等的研究结果表明：真空度过高会降低储能系统内部的散热能力，导致飞轮转子的温度升高。相比于高真空度的状态，氦气环境下更有利于减小风损。

与光伏发电行业中别墅太阳能发电系统相比，飞轮储能系统内部还必须拥有健康监测系统，用以监测转子速度、转子振动和电机温度等相关参数。