李树胜，付永领，刘 平，戴兴建，李云龙



磁悬浮飞轮动态UPS系统对拖充放电实验方法研究

李树胜1,4，付永领1，刘 平2，戴兴建3，李云龙4

（1北京航空航天大学，北京 100191；2中电建路桥集团有限公司，北京 100048；3清华大学，北京 100084；4北京泓慧国际能源技术发展有限公司，北京 101300）

首先介绍飞轮动态UPS系统组成及工作原理，并对飞轮交流并网拓扑及阵列结构进行分析。在此基础上，针对电网容量受限和电能浪费问题，开展基于飞轮阵列对拖充放电实验方法研究。通过搭建飞轮阵列硬件平台，给出飞轮UPS的直流母线并网逻辑、软件控制架构和实际对拖实验运行过程。最后给出了磁悬浮飞轮动态UPS实验装置和系统参数。

磁悬浮储能飞轮；动态UPS；对拖充放电控制

飞轮储能技术[1-5]具有充放电迅速、储能密度高、效率高、环境污染小等优点，可应用UPS、能量回收、电网调频调峰、功率补偿等领域[6-8]。结合磁悬浮轴承支撑及控制技术，飞轮转速可以达到几万转，使得飞轮储能技术在功率、储电量及经济性等方面都有很大提升。磁悬浮飞轮储能系统（magnetically suspended flywheel energy storage system，MSFESS）一直是储能领域重点关注对象。

传统的静止式UPS需要配置大容量的化学电池作为储能元件，占地面积大而且需要定期维护、环保性差，采用飞轮替代化学电池作为储能部件称之为动态UPS[9-14]，它的不间断供电是依靠高速旋转部件释放动能而实现。当市电接通时，飞轮电机运行于电动状态，驱动转子高速旋转，电能以动能形式进行存储；当市电掉电时，飞轮电机迅速切换至发电状态，转子降速并将动能转化为电能，保持用电载荷不间断电力供应。……