单体4MW/1MWh磁悬浮储能飞轮及火储联合调频关键技术与装备
王程程
国家能源集团山东电力有限公司
一、项目案例详细内容
1.项目案例简介
公司简介
国家能源投资集团有限责任公司（简称国家能源集团）是经党中央、国务院批准，于 2017 年 11 月 28 日由中国国电集团公司和神华集团有限责任公司联合重组成立的中央骨干能源企业。国家能源集团山东电力有限公司（山东公司）是国家能源集团在河北省设立的全资二级子公司，以火电为主体业务，同步发展煤炭、水资源开发等领域，经营范围涵盖电源开发、电力设备工程建设及招投标、煤炭批发等业务。
建设背景
国家发改委、国家能源局《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》，火电机组灵活性改造应改尽改。火电灵活性是电力系统灵活性的关键指标，也是电力系统灵活性的核心组成部分。目前，国内火电灵活性改造的核心目标是充分响应电力系统的波动性变化，实现降低最小出力、快速启停、快速升降负荷三大目标，其中降低最小出力，即增加调峰调频能力是目前最为广泛和主要的改造目标。
在新型电力系统构建进程中，传统火电机组受设备特性限制，存在调频响应速度迟缓的弊端，难以适配新能源大规模接入后电网频率快速波动的需求。随着风电、光伏等新能源装机容量不断攀升，电网负荷变化更为复杂多变，火电机组原有灵活性、低碳性及可靠性发展面临瓶颈。本项目围绕飞轮储能重大装备研制以及火储联合调频关键技术研究，为火电机组灵活性改造开辟全新路径，助力其突破发展局限，增强对新能源接入和负荷快速变化的适应能力，对保障电网频率安全、推动电力系统低碳转型具有关键意义。
立项目的
传统火电机组因自身爬坡速率、启停时间等物理特性所限，其调频响应速度较慢，难以适应新型电力系统中频率快速、大幅波动的需求。飞轮储能与火电机组的耦合技术，为提升火电机组灵活性提供了一条崭新的技术路径。但现有主流飞轮储能单体的功率不超过 1MW ，储能时长不超过 50kWh ，因储能量有限，难以维持连续调节，只能以阵列形式运行，但火电机组在不同工况（如启停、负荷爬坡）下的调频需求差异显著，小容量飞轮阵列也难以快速匹配实时变化的调频需求（如突增的高功率调节指令），导致动态调节能力严重不足。同时导致系统复杂性激增，辅助设备增加、可靠性下降、 占地面积和空间利用率降低等问题。
为提升飞轮储能系统整体性能、降低全生命周期成本、简化运维管理，以及更好地满足电力系统对大规模、高功率、快速响应储能装置的迫切需求，亟需研制大容量飞轮储能单体及火储联合调频技术，但面临以下三方面挑战：①传统磁悬浮支承真空一体式飞轮结构下大容量电机高效散热设计难；②磁悬浮电机转子和磁悬浮储能体转子强随机扰动下动态稳定控制难；③火电机组典型运行场景下调频需求与飞轮储能可用容量动态适配难。
技术创新性：
项目团队以研制大容量飞轮储能装备单体与火储联合调频关键技术研究为总体研发思路，以 4MW/1MWh 磁悬浮飞轮重大技术装备为研发目标，在大惯量磁悬浮飞轮系统结构设计、双磁悬浮转子动态补偿稳定控制、动作时序与功率分配智能协同优化控制策略等方面系统性开展基础理论与关键核心技术攻关。
项目团队在国家重点研发计划项目等的支持下，依托新能源电力系统全国重点实验室、低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室、新能源发电国家工程研究中心等国家级科研平台，历时一年产学研用协同攻关，取得了多项原始创新成果，研发成功单体 4MW/1MWh 飞轮储能装备，突破现有飞轮储能单 体装备的技术与性能瓶颈，全面摆脱了对国外技术和产品的依赖，储能量是现有先进飞轮产品的8倍，核心性能指标优于国内外同类产品。有效解决了我国飞轮储能技术长期存在的“卡脖子 ”难题，填补国内该领域技术空白。
2.主要创新点概述
通过本项目的实施，在已有的理论、实践经验和对飞轮技术发展预测的基础上，从实际应用、提高产品可靠性以及精细化控制方面，提出了 3点有独到特色的技术创新点：
创新点 1：针对大功率飞轮储能装置散热的世界性难题，发明了基于无接触磁力耦合传动和薄壁大气/真空隔离装置的力矩同步传递系统，突破了MW 级电机隔离到大气环境、飞轮转子密封在真空环境下运行的关键技术，研制出适配于电力领域的大功率大容量全磁悬浮飞轮储能系统。
突破了传统磁悬浮飞轮储能装置的单转子设计框架，构建了无接触磁传动与双环境力矩同步传递系统体系。针对飞轮超大扭矩真空隔离磁传动问题，提出磁力与结构应力限制耦合的仿真模型，依据承受扭矩和最高线速度，研究出多磁路一体式的磁传动结构，并通过复合材料立体编织成型技术，研究高强度无磁绝缘密封隔离装置，实现高速大扭矩的真空磁传动技术。该结构的创新将电机定子置于大气环境，采用强制风冷与液冷循环冷却构建多级态热管理体系，冷却液流量可根据工况智能调节，实测温控精度达±1.5℃ 。该结构实现了飞轮主动散热功能，解决了传统真空一体式磁悬浮飞轮结构散热难题，同时飞轮转子在真空腔内维持极低风阻损耗。
无接触磁力耦合传动技术及真空隔离装置的力矩同步传递系统研制
通过构建磁力-结构应力双场耦合有限元仿真模型，将磁场强度分布、磁力线耦合效率与磁路结构的力学性能进行深度耦合，模拟不同工况下（如高速旋转、大扭矩负载）磁路的动态响应特性，为磁传动结构的设计提供精确的理论依据与数据支撑，并利用MATLAB 编程求解及仿真软件进行有限元分析，验证理论计算的准确性，设计出了基于永磁体阵列的非接触式力矩传递机制，实现了跨介质非接触式扭矩同步传递，突破物理接触传动的固有局限，构建了大气环境与真空环境之间的磁耦合能量通道，采用 3mm 高强度薄壁复合材料作为真空密封界面，结合柔性支撑结构实现机械应力与真空压差的解耦，实现高强度无磁绝缘密封隔离。为异构环境下的动力传输提供了无磨损、低损耗传动机理，解决由于机械接触传动部件在真空中的磨损与润滑失效而制约功率提升的难题。该装置在完全物理隔离条件下，实现气隙磁场能量高效转换，在气隙间距 8mm条件下实现了27kN ·m扭矩传动。
成功研制了电力级全磁悬浮飞轮储能设备
基于无接触磁力耦合传动和薄壁大气/真空隔离装置的力矩同步传递系统，使真空腔内的飞轮转子通过薄壁隔离装置与电机端解耦，将电机置于大气环境，利用强制风冷与液冷循环，有效传递出转子涡流损耗产生的热量，温控精度达±1.5℃ , 彻底解决了传统真空环境下兆瓦级电机转子热累积引发温升失控，威胁飞轮系统安全运行。在飞轮装备的结构优化上，运用有限元分析方法，对磁传动部件、隔离装置及支撑结构进行拓扑优化，确保在满足力矩传递精度的同时，提升结构的整体刚性与稳定性。在支承结构设计上，针对 10 吨级、75 吨级重型转子的支承采用基于 HALBACH磁体阵列的大容量永磁被动轴向磁悬浮轴承，为重型转子悬浮提供了一种本质安全的解决方案，实现了大功率重载储能飞轮转子轴向自稳定悬浮支承，最终成功研制出具备主动散热功能的全磁悬浮飞轮储能装置。
具备主动散热全磁悬浮飞轮设计及集成
创新点 2：针对四自由度磁悬浮电机转子和磁悬浮飞轮转子强随机扰动下的自对中动态稳定控制问题，提出了扰动在线辨识和动态补偿方法，有效抑制了双磁悬浮转子谐波、振动和磁偏拉力扰动，实现了电机转子和大惯量飞轮储能转子全转速域稳定运行。
针对双转子系统中存在的复杂扰动问题，提出了基于改进型广义预测控制的复合控制策略。建立了包含磁偏拉力、陀螺效应、不平衡磁拉力等非线性因素的状态空间模型，通过在线递推最小二乘法实时辨识扰动参数，缩短辨识周期。在控制算法层面，将谐波抑制与振动控制解耦处理：对电流谐波采用改进型重复控制器，在基波频率±20%范围内实现总谐波畸变率＜2% 。该控制方法相比传统比例积分微分控制策略，系统稳定时间缩短，过冲量降低。特别在飞轮充放电切换瞬间，转子位移波动控制在±50 μm 范围内。
多模态解耦与扰动抑制
针对磁悬浮双转子系统在宽转速域内表现出的刚柔耦合动力学失稳及强非平稳随机扰动难题，通过模态分析技术对双转子系统的平动与转动模态进行解耦，构建模态空间下的动力学模型，消除各自由度间的耦合干扰。通过前馈补偿与反馈控制的协同作用，将辨识出的扰动信号转化为实时补偿指令，经功率放大后作用于磁悬浮轴承，形成扰动抑制闭环。
（2）磁悬浮飞轮高精度主动振动控制
在强随机扰动场景下，该控制策略通过模态分离降低系统非线性耦合复杂度，利用扰动在线辨识技术捕捉多源扰动的动态特征，针对性地对谐波引发的电磁干扰进行频率特性补偿，对机械振动传递的周期性载荷实施相位超前补偿，对磁路不对称导致的非线性磁偏拉力进行实时力平衡校正。该方法有效抑制了双转子系统的谐波响应幅值、振动位移均方根值及转子偏心量，在 0 至全转速域范围内实现了电机转子与大惯量飞轮储能转子的稳定悬浮，显著提升了磁悬浮转子系统在复杂工况下的动态高稳定能力与抗扰动鲁棒性。通过双转子动态平衡算法，实现 3100rpm转速下的径向振动幅值控制在 50 μm 以内。
双闭环自适应振动补偿控制方法
创新点3：针对飞轮储能调频需求与可用容量动态失配的问题，提出了动作时序与功率分配智能协同优化控制策略，解决了因剩余容量不足导致的飞轮投运率低下难题；研制了成套自动化软硬件系统，实现了火电机组与飞轮储能系统的高品质联合调频。
针对飞轮储能系统容量较低这一特性，解决了常规 AGC 调频控制策略下系统能量经常位于运行边界的问题。本项目提出的智能协同控制算法优化了飞轮储能系统的动作时序与功率分配，实现了快速响应与能量维持的平衡。改善了飞轮储能系统参与 AGC 调频投运率低下的现状，提升了系统日均 AGC 调频性能及辅助服务收益，实现了AGC 调频过程中飞轮储能系统能量的精细化管理。设计兼顾调节性能与储能系统投运率的分级响应机制、优化火电机组典型运行场景下飞轮储能 SOC 状态协同控制。使用本项目提出的 AGC 调频控制策略后综合调频性能评价指标提升了47.58% ，较于以常规策略投运的系统综合调频性能评价指标提升了21.69%。
（1）设计兼顾调节性能与储能系统投运率的分级响应方案
基于 AGC 调频辅助服务市场补偿机制，建立了系统综合调频性能评价模型；梳理联合调频系统在 AGC 调节不同阶段的任务，制定了牺牲部分调频性能以节省能量的飞轮储能功率响应模式，设计了兼顾调节性能与储能系统投运率的分级响应方案。飞轮储能系统参与火电机组 AGC 调频的日均有效投运次数提升了 39.81%。
（2）优化火电机组典型运行场景下飞轮储能 SOC 状态协同控制
考虑典型场景下火电机组运行工况及 AGC 指令特征，基于设计的飞轮储能系统分级响应方案选取系统调频关键控制参数，以飞轮储能系统荷电状态恢复、功率输出平稳为目标利用智能优化算法实现了飞轮储能SOC状态的协同优化控制，实现了AGC 调频过程中飞轮储能系统能量的精细化管理，提升了系统日均 AGC 调频性能及辅助服务收益。
3.技术实现路径及方法
本课题围绕火－储联合调频、实现国产化控制系统的应用，以高功率、大容量、全磁悬浮储能飞轮为核心研制内容，对提升煤电机组灵活性的新型储能装备产品进行攻关，并依托国能蓬莱电厂 2×330MW 机组建成 3 台单体 4000kW/1000kWh 双五自由度全磁悬浮飞轮储能系统，提升传统火电厂的灵活性和经济效益。
为满足大规模共享储能项目的应用，本课题研制一套单体世界最大4MW/1000kWh 磁悬浮储能飞轮系统，其中转子重达 75t，实现安全可靠、长寿命无接触零机械磨损的支承技术是该产品的核心技术内容；采用径向超低功耗永磁偏置混合磁轴承及模态解耦控制技术，对大惯量转子高速旋转时产生的强陀螺效应进行抑制，同时保障磁悬浮功耗最低；轴向采用自阻尼永磁被动本质稳定支承技术，有效保证安全性，降低悬浮功耗。
单体 4MW 磁悬浮储能飞轮，与传统磁悬浮飞轮相比，单体功率有质的提升，采用传统的磁悬浮支撑真空辐射散热无法满足大功率电机散热需求。本项目中采用双转子磁悬浮结构集高速电机转子、磁力耦合器与大惯量飞轮转子于一体，共同构成了高效稳定的飞轮储能系统核心。高速电机转子与大惯量飞轮转子均采纳无自由度全悬浮支撑技术，有效减少摩擦并提升系统稳定性。其中，磁力耦合器作为关键连接组件，采用高速磁传动无接触连接方式，需重点攻克高速大扭矩传动及高强度无磁密封隔离等技术难点。高速电机则选用兆瓦级低功耗同步电机技术，提供稳定大功率输出。大惯量飞轮转子经过优化设计，增加储能容量的同时减轻重量。此外，双转子耦合技术还着重研究高速位移自敏感、径向四自由度永磁偏置混合磁轴承支撑、高刚度自阻尼轴向永磁被动磁构成以及高精度主动振动抑制控制等多项关键技术，以确保系统在高速旋转下的稳定运行与高效能量传递。
为研制满足阵列要求的储能飞轮单机及 12MW/3MWh 的飞轮系统。分解 4MW/1000kWh 储能飞轮单机技术指标，集成飞轮、高速电机、磁轴承、控制器等关键部件，融合真空、散热、诊断、安全防护技术，形成飞轮单机总体设计、总装、调试、测试技术。详细技术路线如下：
单体 4MW/1MWh 磁悬浮飞轮储能的研制技术路线包含了诸多关键技术，主要研制思路如下：
高速大扭矩磁力耦合器传动技术：通过电磁场-热场-机械场多物理场耦合仿真与实验验证等手段，分析涡流损耗、扭矩波动对系统动态稳定性的影响规律，系统全面考察高速与大扭矩复合工况下磁路饱和特性和温升效应的主要影响因素，寻求基于 Halbach 阵列优化与谐波抑制的磁场重构方法。对所开发的非接触式磁传动单元进行扭矩密度强化研究，优化磁极梯度分布工艺，实现高效传动效率与快速响应的目标。
兆瓦级低功耗同步电机技术：针对目前高速永磁电机功率密度较低、定子涡流损耗较大、转子动态稳定性较低的问题。通过电磁-热-机械多场协同仿真方法，研究超高速旋转下电磁谐波-离心应力-热变形耦合作用下的动态失稳机制。从磁路解耦机理对气隙磁场畸变影响因素进行定量分析，明晰其空间谐波分布规律与时间谐波特性，从而制定基于分数槽绕组与斜极优化的谐波抑制策略，并提出降低铁损、提升冷却效率的集成解决方案，设计出轴向-径向复合通风冷却结构，研究冷却介质流态对温升梯度的影响。并研究基于合金钢转子抗过载强化技术，实现高功率密度与高效率的技术突破。
高速大惯量飞轮转子优化设计技术：针对目前飞轮储能系统能量转换效率较低且动态平衡一致性较差的问题，本项目利用参数化拓扑优化方法，开发基于非均匀惯性矩分布的梯度密度飞轮结构，建立涵盖动力学仿真-应力测试-疲劳寿命预测的多维度验证平台。设计面向高速工况的智能前处理系统，搭载激光在线动平衡检测系统，配备自适应质量补偿装置和相位校正程序，实现微米级不平衡量动态修正，提升转子系统的一致性，最终建立满足 ISO1940 G0.4 级平衡标准的制造体系。
大惯量高强度合金钢转子技术致力于提升飞轮储能系统的性能与稳定性。通过有限元仿真与离心试验等手段深入分析了材料强度与轮体结构对飞轮高速旋转稳定性的影响规律，并系统考察了不同转速、温度工况下飞轮转子稳定性的主要影响因素。在此基础上，寻求结构优化与材料匹配的最佳方法。为确保技术指标和飞轮装置性能，对飞轮转子舱进行密封和抽真空处理，电机部分则通过磁力耦合器与飞轮转子连接。为减少空气阻力对系统的影响，4MW/1000kWh 全磁悬浮储能飞轮转子采用了盘状结构，并尽量使其外表面保持光滑。在设计中，高速磁力耦合器的内孔直径是关键尺寸，需与电机轴承外径精确配合。
为了提升飞轮储能系统的可靠性和稳定性，首先建立了飞轮转子、电机转子、壳体及基础的详细结构模型，并通过磁耦合器实现了磁传动耦合连接。在双自五自由度耦合电磁力模型的支持下，对飞轮转子和电机转子进行了全面的动力学特性分析，并进行了动力学优化，以确保系统的稳定运行。通过深入的分析，确定了临界低转速和低频振动耦合模态等关键参数，从而确保了双转子结构的高可靠性和稳定性。为了验证传统结构的性能，还进行了振动测试，并对耦合参数和结构参数进行了精细的调整和优化。在磁场方面，深入研究了多磁场的耦合磁路，明确了磁力耦合关系，为高速磁轴承的控制策略提供了坚实的理论基础。同时，对壳体进行了热力学分析，通过多热源瞬态解析，深入了解了低真空环境下的热流交换的导热性。为了确保飞轮总体结构的导热性能，进行了全面的导热测试，以评估系统的散热能力和稳定性。通过这一系列的优化和测试，显著提升了飞轮储能系统的整体性能，确保了其在各种工作条件下的可靠运行。
多自由度磁机耦合动力学优化技术：通过有限元模态分析与 Campbell图谱解析等手段，分析陀螺效应与科氏力对双转子系统稳定性的影响规律，系统全面考察宽速域工况下临界转速与低频振动耦合模态的主要影响因素，寻求基于刚度/阻尼梯度分布的动态解耦方法。对所开发的五自由度磁悬浮轴承系统进行刚度-阻尼协同匹配研究，优化永磁偏置磁场与电磁调控线圈的空间配比工艺，实现振动抑制率与径向偏摆角的技术指标。
多物理场耦合磁路协同设计技术：针对目前磁力耦合器传动效率较低、漏磁通量较大、磁场均匀性较低的问题。通过电磁-结构-热多场协同仿真方法，研究高速与大扭矩复合载荷下磁极涡流损耗-磁致伸缩应力-永磁体退磁的多场耦合作用机制。从磁路非线性特性对气隙磁密畸变影响因素进行频谱分析，明晰其空间谐波与时间谐波的分布特性，从而制定基于 Halbach 阵列相位补偿的谐波抑制策略。从永磁体材料出发，系统提出降低磁滞损耗、提升磁场均匀性的综合方案，设计出轴向分段式磁极结构，研究磁极间隙对漏磁系数的影响。根据建立的磁-热耦合模型，匹配磁极厚度、磁间距等参数，确定磁力耦合器的主要设计指标。
真空壳体散热集成技术：针对目前飞轮系统存在的真空散热效率低且温度场分布一致性较差的问题，本项目致力于研究飞轮系统结构的散热模型，通过优化导热状态参数，深入分析多热源瞬态场，并结合低真空下的对流热交换特性，对飞轮的整体结构和散热结构进行全面优化。通过精细的导热性能研究、动态热源模拟以及低真空对流换热机制的探索，实现了飞轮系统散热效率的显著提升和温度场分布的均匀改善。最终，通过严格的飞轮导热测试，验证了所提出散热技术在提升散热效率和温度场均匀性方面的有效性。
飞轮储能阵列的应用：在蓬莱公司安装总容量 12MW/3MWh 磁悬浮飞轮储能系统，采取先进的磁悬浮飞轮储能技术结合机组调频，提升机组灵活性能力和盈利能力。
12MW/3MWh 飞轮系统火储耦合控制技术：飞轮控制设计有单控、组控、阵控三种运行状态，对应有单控 M/A 站、组控 M/A 站。单飞轮设计有飞轮的偏置手动及组控投切按钮、电量预置输入时的电量值及电量百分比切换按钮。组控状态的飞轮功率分配有等比例分配及按比例分配两种运行模式，对应设计等比例分配及按比例分配切换按钮。阵控状态时组控M/A 站接受机组侧控制器发来的功率分配指令，组控 M/A 偏置设计有置0 ， 自动、手动按钮。
火储耦合控制系统：针对电力系统新能源高比例渗透情况下的电源侧火储耦合发电灵活性提升技术开发一套耦合控制系统。建成不同能源载体输入、输出、转换、储存的系统平台，实现不同能源形式的互联互补、有机贯通，达到不同特征能源流的融合效果。主要包括火储耦合系统的总体方案设计，标准化设计、建模仿真、运行控制与集成方案设计、耦合控制系统的高性能控制器及 IO 卡件、智能计算分析引擎及耦合监控平台等。由厂级能源管理系统、飞轮储能 EMS 系统以及火电机组调频模块等组成。厂级能源管理系统与飞轮储能 EMS 系统、火电机组之间有控制联络信号，其中重要信号传递采用硬接线，其余信号采用网络通讯方式。配备高级应用服务器，可与含高级算法的控制器共同构成智能计算引擎，厂级能源管理系统、机组 DCS、飞轮储能 EMS 可将相应的计算任务发送给计算引擎，返回计算结果。耦合控制系统能通过计算引擎实现智能报警、预警、故障分析等高级的功能；通过建立火储的成本模型，生成相应的火储功率优化指令。
4.应用情况及可推广前景简述
应用情况：“现货市场下多形式先进复合储能智能协同控制技术研究与实证示范（磁悬浮飞轮储能）”项目，依托已运行的 2 台 330MW 火电机组在蓬莱电厂内建设 12MW/3WMh 磁悬浮飞轮储能系统，系统由 3台单体 4MW/1MWh 电力级双五自由度全磁悬浮储能飞轮组成，通过配置响应速度更快，使用寿命长、储电量大的磁悬浮飞轮，实现了火电耦合飞轮 储能新型储能系统，服务于电网调频，提高机组调频能力，提升火电机组灵活性，更 大程度提升复合储能的系统级能效和经济价值。本项目采用的4MW/1MWh 磁悬浮飞轮也是目前全球单体功率最大储电量最高的飞轮单体。通过本项目的实施，在保障电力系统安全运行的前提下，结合山东省相关政策和飞轮储能的技术优势，提高火电机组负载率，满足电网快速响应调度的需求，从而能够推动可再生能源及电网蓄电的健康、有序发展，为“碳达峰、碳中和 ”的目标提供强有力的支撑，社会效益显著。
可推广前景：
项目成果大规模应用于火储联合 AGC 调频、独立储能站、新能源场站频率调节等领域，在支撑新能源消纳、提高发电效率和灵活性、保障电力系统安全稳定等方面发挥了重要作用，创造了显著的社会与经济效益，引领了大容量飞轮储能装备与火储联合调频技术的创新与实践。
5.经济效益及社会效益情况
经济效益
项目经济收益主要为 AGC 调频收益，依据《山东电力市场规则》AGC性能指标计算及补偿考核度量办法为依据，具体如下：
蓬莱公司2×330MW 机组，以 2023 年飞轮系统投运前运行数据进行计算，两台机组平均综合 kp 值约为 3.1 ，出清价格取 12 元/MW,平均日调节深度为 6500MW,AGC 平均日收益为 16.83 万元。
2023 年 4 月投运后,平均调频指标 kp 为 3.5 其中 k1= 1.3,k2= 1.606 ， k3= 1.7)增加 12MW/3MWh 飞轮储能系统后平均日调节深度 8600MW ，日收益为 22.79 万元，相较于投运前，飞轮储能系统带来的收益增量 5.96万元，平均日收益提升 35.39%，2023 年调频增量收益 948.13 万元，2024年调频增量收益 1416.66 万元，2025 年 1-4 月调频增量收益 514.99 万元，累计新增利润 2879.78 万元。
社会效益
随着新能源装机容量占比不断提升，电网对调频资源的需求日益迫切。该装备凭借单体大容量、高集成、快速响应、高精度调节的特性，将在火储耦合一次调频、AGC 调频中持续发挥关键作用，能够显著提升火电机组的快速调节能力，降低启停频次与煤耗，助力火电机组实现深度调峰、快速爬坡，成为保障电网频率安全的核心技术装备。预计未来 5 年内，将在全国范围内众多火电机组灵活性改造项目中得到大规模应用，推动火电向清洁、高效、灵活方向转型。同时，在网侧独立储能电站和新能源场站的一次调频场景中，可有效弥补新能源发电的间歇性与波动性，提升电力系统整体稳定性。飞轮储能作为新兴储存技术，具有安全环保性好、深度充放电能力强、充放电次数多、调频性能高和宽温域、低成本、零衰减、零维护、高精度等特性优点。目前在国内多个省份，均已开始规划和设计单体指标为 4MW 的飞轮储能调频项目，需大力推广和深度合作，让飞轮储能技术快速走向规模化应用，共同推进能源结构调整、产业优化升级，以实际行动助力绿色低碳转型，加快构建新型电力系统。
(六) 项目案例获专利及奖励情况
本项目申请发明专利6 项目，论文 3 篇，《磁悬浮电机高稳定裕度控制器设计》已于核心期刊《微电机》投稿处于外审阶段，《电力系统稳定性控制中飞轮储能技术的应用》和《飞轮储能技术在火力发电系统中的应用分析》两篇论文已被录用，预计 2026 年正式发表。
(七) 申报单位内部评审结论意见：
按照我单位工程建设和科技创新相关制度要求，确认所提交材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形，并对其真实性负责。该项目具有较强的创新性，对后续项目建设具有示范推广意义，同意参加评审。
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