近年来，随着可再生能源占比不断提升。新能源发电的随机性、间歇性、波动性等特点，严重影响电网的稳定性，且其自身不具备调频能力，成为制约其进一步扩大规模的主要障碍。如何更安全、稳定、经济地利用这些绿色低碳新能源电力，成为新型电力系统面临的挑战。
储能，利用专门装置与系统将能量储存，在需要时将能量释放，实现能量在时间和（或）空间上的转移，具有调频速度快、容量可调等特点，为电网的稳定运行提供保障。基于此，储能被认为是构建以新能源为主体的新型电力系统的必须环节。
飞轮储能的工作原理：在电力富余条件下，由电能驱动飞轮高速旋转，将电能转变为机械能储存；当系统需要时，飞轮减速，电动机作发电机运行，将飞轮动能转换成电能，供用户使用。飞轮储能通过转子的加速和减速，实现电能的存入和释放。
与其他储能模式相比，飞轮储能具有使用寿命长、充电次数多、能量密度高、安全环保性能佳的特点，非常适合电力系统一次调频短时高频大功率的应用场景。
目前，正在建设的中国第一个飞轮储能独立调频商用电站——山西长治鼎轮能源科技30兆瓦飞轮储能项目，安装120台250千瓦飞轮储能装置，总功率约30兆瓦。该项目由中国能建山西院总承包建设，建成投产后，将成为国内首个规模化飞轮储能在电力系立调频应用案例、首个大容量飞轮阵列工程示范工程，填补国内大容量飞轮储能独立调频技术工程化应用空白，对飞轮储能电站作为市场主体参与一次调频市场化辅助服务的商业模式进行验证。
通过飞轮和锂电池储能的“珠联璧合”，将飞轮储能瞬时功率大、毫秒级响应、充放电次数多和锂电池储能容量大、调频幅度高的优点相结合，搭配火电机组协助调频，可解决频率扰动对电网稳定性的影响。
近日，中国能建山西院设计的我国首个飞轮储能复合调频项目——山西朔州热电飞轮储能复合调频项目正式投运，填补了国内飞轮与电化学复合储能领域的空白。
该项目位于山西省朔州市，总容量8兆瓦，由4台全球单体容量最大的飞轮装置和10组锂电池组成复合储能系统，配合现有的2台火电机组，可为新型电网有效提供大容量、高频次的调频服务。
飞轮储能复合调频项目首次集合了飞轮储能装置“长寿命”和锂电池“储量大”的优势，既扩大了系统总容量，又提高了电池的持久性。与现有火电机组联合为电网提供调频服务，有效满足电力系统频率稳定，同时可以有效平衡火电机组发电和电网调度需求用电之间的电量差的问题。
如此设计使可充放电次数比纯锂电池系统高出2000倍，同生命周期内可节省3批锂电池组的更换费用约2400万元。
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