张 兴 ，阮鹏 ，张柳丽 ，李娟 ，田刚领 ，胡东旭 ，祝保红

（1平高集团有限公司，河南 平顶山 467001；2中国科学院工程热物理研究所，北京 100190；3北京泓慧国际能源技术发展有限公司，北京 101300）

截至2020年7月，我国投运、在建、中标的火储联合调频项目总数已达58个，呈现出较快增长态势。飞轮储能具有瞬时功率大、安全系数高、响应速度快、使用寿命长、环境友好性等特点，在火储联合调频领域受到越来越多的关注。频率稳定性对电力系统的稳定运行有着重要的影响，是电能质量的关键性指标之一[1-2]。近年来，随着风电、太阳能等清洁能源的不断发展，这些新能源所具有的间歇性和不确定性给电网的频率稳定性带来了严重的冲击[3-4]，到2018年底，新能源发电以18.89%的渗透率，跃居为我国第二大发电形式[5]。以火电和水电作为主要能源的传统调频方式因响应速度慢、调节精度低等原因，已不能满足当今需求[6-7]。而储能系统通常具有响应快、精度高等优点，能够提高火电厂的调频能力，因此火储联合调频是一项前景广阔的调频技术，而飞轮储能则是其中最具发展潜力的储能方式之一。

相较于其他储能方式，飞轮储能在电能质量和调频方面具有显著的经济优势，其放电时间为分秒级，单位功率投资成本约为锂电的3/4，年化循环(1000次/年)成本仅为锂电的一半[8]，因此飞轮储能成为国内外储能领域研究的热点之一。早在2009年，我国就有学者[9]开展了飞轮储能系统充放电效率实验研究。英国学者[10]模拟将飞轮储能系统添加到风力发电站系统中的情况，结果表明该系统在稳定频率方面具有显著作用。……