戴兴建 ，胡东旭 ，张志来 ，陈海生 ,,，朱阳历

（1中国科学院工程热物理研究所，北京 100190；2中国科学院大学，北京 100049；3中科南京未来能源系统研究院，江苏 南京 211135；4毕节高新技术产业开发区国家能源大规模物理储能技术研发中心，贵州 毕节 551712）

近年来，我国为了积极应对全球气候变化的挑战，提出了“碳达峰、碳中和”的绿色低碳发展目标。实现碳达峰、碳中和的目标，不仅仅意味着节能减排，更需要实现能源结构上的转型。大力发展风能、太阳能等可再生能源是实现这一目标的重要方式。由于风电、光伏发电具有天然的波动性特点，直接并网会大幅增加电网调峰调频的压力[1-2]。应用储能系统能够很好地应对可再生能源频率波动给电网带来的影响，其中飞轮储能技术具有快响应、高频率、长寿命和环境友好等特点而广泛应用于不间断电源、电网调频、车辆动能再生、新能源并网等多个领域[3-5]。

飞轮转子的储能性能主要由3个因素决定，即材料强度、结构形状和转速。材料强度直接决定了与飞轮转子转速结合后能够平稳运行的动能水平[6]。目前，已有众多学者针对飞轮转子结构形状进行了应力分析和设计优化。Lautenschlager等[7]基于平面应力理论，以应力最小化和储能最大化为目标，采用实验设计(BOE)方法对金属材料飞轮厚度进行优化设计。任正义等[8]以更轻的飞轮质量、更大的极转动惯量以及更小的应力应变为目标，基于多目标遗传算法对飞轮转子形状进行优化，优化后的飞轮转子相比于原模型性能更优。……