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世界领先的中压直流全电推进技术中的储能系统
送交者: 牛员外[♂★★★★慢慢行走★★★★♂] 于 2018-02-13 4:23 已读 7746 次  

我们知道,无论是电磁弹射,还是电磁炮都需要强大的动能,而全电推进正是强大动力的保证,有了全电推进所有这一切才能成为现实。中国的全电推进技术,马伟明院士曾谈到:中国的全电推进系统目前处于全世界最领先的位置。中国采用中压直流全电推进技术,突破了系统频率限制,降低了对原动机调速特性的要求,大幅减小了设备体积和重量,提高了系统效率和供电连续性。美国目前是中压交流,还处于第一代水平,比中国落后一代,美国目前才开始做预研中压直流,要赶上中国是十几年以后的事情。电磁弹射器的难点在于蓄能,2010年我国研制出电磁弹射器关键储能设备:50MW/120MJ飞轮储能样机,进而突破了全部关键技术,实现了与世界最先进技术的同步发展。

世界领先的中压直流全电推进技术中的储能系统

针对电储能的储能技术主要分为三类:

电化学储能( 如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池、超级电容器等) 、物理储能( 如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等) 和电磁储能( 如超导电磁储能等) 。

世界领先的中压直流全电推进技术中的储能系统

飞轮储能是由高速飞轮、磁轴承系统、永磁电动/发电机、能量转换控制系统以及附加设备组成,它是以高速旋转的飞轮质体作为机械能量储存的介质,利用电动发电机和能量转换控制系统来控制能量的输入和输出,达到充电和放电的目的。飞轮储能与传统化学电池相比,具备显著优点:

1)储能密度高。功率密度大于5kW/kg,能量密度超过20kwh/kg;

2)充放电迅速。充放电时间覆盖毫秒到几十分钟范围,且充放电过程可控;

3)使用寿命长。工作温区为-40~50℃,循环使用寿命长达20年;

4)工作效率高。能量转换效率高,一般可达 85%~96%;

5)可靠性高、易维护 ;

6)环保无污染。

通过积术式组合后,飞轮储能可以达到MW级.输出持续时间为数分钟乃至数小时。

世界领先的中压直流全电推进技术中的储能系统

飞轮储能技术的应用主要集中在储能和峰值动力使用二大类,目前已经应用到包括航空航天、电动汽车、电力等领域,成为储能行业一支不可忽视的力量。

世界领先的中压直流全电推进技术中的储能系统

现有飞轮储能技术主要有两大分支 , 第一个分支是以接触式机械轴承为代表的大容量飞轮储能技术,其主要特点是储存动能、释放功率大,一般用于短时大功率放电和电力调峰场合,第二个分支是以磁悬浮轴承为代表的中小容量飞轮储能技术,其主要特点是结构紧凑、效率更高,一般用作飞轮电池、不间断电源等。

在大容量飞轮储能机组方面,法国、日本、德国、美国和俄罗斯均有大容量储能机组应用, 其制造和装配技术已比较成熟,单台储能从几十至数千兆焦范围,释放峰值功率从几十兆瓦至数千兆瓦范围,多由分立的电动机、发电机、储能飞轮采用联轴器连接构成;在中小容量的飞轮储能系统方面,这类系统以磁悬浮飞轮储能系统为典型代表,在国外已经部分实现了产业化。飞轮储能已在国内的很多高校进行研究,工程化方面仍刚刚起步,目前仅在航天领域、轨道交通等方面有少量的应用。

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