（本文根據(jù)“2015第二屆軌道交通供電系統(tǒng)技術(shù)大會(huì)”演講PPT編輯而成）

飛輪儲(chǔ)能的基本原理：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪升速至額定轉(zhuǎn)速，電能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)飛輪的動(dòng)能；當(dāng)需要電能時(shí)，飛輪減速、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將飛輪動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能；通過(guò)飛輪的升速和降速，實(shí)現(xiàn)了電能的存入和釋放。

飛輪組成：高速飛輪、電機(jī)、軸承、機(jī)殼、充放電控制器

儲(chǔ)能元件功率/能量特性

儲(chǔ)能單元性能指標(biāo)比較

飛輪儲(chǔ)能優(yōu)點(diǎn)：儲(chǔ)能密度高（數(shù)倍鎳氫電池）；能量轉(zhuǎn)換效率高（90%以上）；無(wú)過(guò)充/放電問(wèn)題，（化學(xué)電池不能深度充電、放電）；長(zhǎng)壽命（20年）；容易測(cè)量放電深度（轉(zhuǎn)速）；充電時(shí)間較短（分鐘）；對(duì)環(huán)境友好（無(wú)污染）；飛輪儲(chǔ)能與超級(jí)電容有類似性能，“分秒/兆瓦級(jí)”儲(chǔ)能。

飛輪儲(chǔ)能缺點(diǎn)是自放電率高，解決辦法是真空、惰性氣體。

高速飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)涉及材料、動(dòng)力學(xué)、電機(jī)、控制、微電網(wǎng)等學(xué)科領(lǐng)域。

1、飛輪材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)：軸系動(dòng)力學(xué)；復(fù)合材料飛輪工藝學(xué)。

2、低損耗軸承技術(shù)：主動(dòng)式磁懸浮軸承（AMB）；混合磁軸承（離心機(jī)軸承技術(shù)）；高溫超導(dǎo)體和永磁組成的超導(dǎo)磁軸承，即被動(dòng)式磁軸承（PMB）（研究）。

3、高效能量轉(zhuǎn)換技術(shù)：大慣性飛輪系統(tǒng)的充放電控制技術(shù)；飛輪儲(chǔ)能單元的并聯(lián)技術(shù)。

4、高速飛輪電機(jī)技術(shù)：真空條件下的高速永磁電機(jī)的損耗分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)。

5、大容量飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制技術(shù)：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；智能化能量管理技術(shù)。

國(guó)內(nèi)外飛輪技術(shù)發(fā)展歷史：1991年，美國(guó)勞倫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，1kWh/200kW飛輪實(shí)驗(yàn)裝置；1997年，美國(guó)Beaconpower，2kWh飛輪電池，轉(zhuǎn)速30000r/min，永磁/電磁混合支承，永磁無(wú)刷電機(jī)；美國(guó)ACTIVEPOWER，100-300千瓦飛輪UPS，1.5千瓦時(shí)，批量1000套；歐洲Urenco，100kW脈沖電源（30s），飛輪最高轉(zhuǎn)速42000r/min；德國(guó)Pilller公司，1650kW/10s，低速飛輪儲(chǔ)能UPS，批量日本NEDO，飛輪項(xiàng)目，10kW級(jí)超導(dǎo)磁軸承飛輪系統(tǒng)，11250r/min，儲(chǔ)能5kWh，樣機(jī)；國(guó)內(nèi)處于工業(yè)樣機(jī)階段。

飛輪產(chǎn)品供貨商：2000年前后，飛輪儲(chǔ)能電源產(chǎn)品市場(chǎng)逐漸興起，如美國(guó)ACTIVE、Beacon、德國(guó)Piller電源公司等。至今，2000多套飛輪UPS在運(yùn)行。主要公司有ActivePower、BeaconPower、PillerPower、UrencoPower Technologies Limited、Pentadyne Power、VyconEnergy、AFSTrinity Power、NEDO。

飛輪產(chǎn)品示范

飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用

1、列車再生剎車系統(tǒng)

2、汽車飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)

3、動(dòng)態(tài)UPS電源裝置

4、高品質(zhì)供電—電壓跌落補(bǔ)償（DVR）

5、港口塔吊能量回收系統(tǒng)裝置

6、基于飛輪儲(chǔ)能的電網(wǎng)調(diào)頻電廠

7、基于飛輪儲(chǔ)能的脈沖功率電源

清華大學(xué)在飛輪儲(chǔ)能方面的研究成果

“十二五”國(guó)家項(xiàng)目

2012-2014，科技部能源領(lǐng)域863計(jì)劃，課題“飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)”；2012-2014，863高性能物理儲(chǔ)能項(xiàng)目，磁懸浮儲(chǔ)能飛輪技術(shù)研究；2014-2016，科技部支撐計(jì)劃課題“基于飛輪儲(chǔ)能的鉆機(jī)起升系統(tǒng)能量回收利用”（清華大學(xué)）；智能電網(wǎng)項(xiàng)目中若干飛輪儲(chǔ)能子課題。

“十三五”國(guó)家層面

十三五，飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化；智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)中，儲(chǔ)能是基礎(chǔ)、是支柱；2025能源規(guī)劃，飛輪儲(chǔ)能發(fā)展計(jì)劃。