飞轮储能电源系统在电车中应用的工作原理可以分为三个部分来说明:
(1)飞轮储能:此例中,电车是由三相交流电供电。交流输入在变频器B中经整流和逆变后,驱动电机B处于电动机状态,带动飞轮高速运转,此时,将电能转化为飞轮的动能储存起来;
(2)电车启动:与飞轮储能的同时,交流输入在变频器A中经整流和逆变后,驱动电机A通过传动装置驱动车轮转动;当电车运行时,控制变频器B的输出频率使电机B处于再生发电状态,此时飞轮储存的能量回馈到变频器的直流母线侧,再经过变频器A的逆变器将直流电转化为交流电,为电车的运行提供能量,在这个过程中,需要对变频器B的输出频率进行相应的控制,使变频器的直流母线电压稳定在一定范围内;
(3)电车制动:在电车制动时,同样控制变频器A的输出频率,将电动汽车的能量回馈到变频器直流母线侧,此时提高变频器B的输出频率,飞轮加速,将电车回馈的能量重新储存到飞轮中,从而达到节能的效果。
4 、飞轮储能技术在UPS供电系统中的应用
磁悬浮式飞轮储能UPS引发了人们越来越多的关注。这种技术抛弃了传统UPS利用铅酸蓄电池进行储能的方式。在现代数据中心中,迅速增长的业务需求,日益增加的运营成本,有限的机房空间和更高的能量密度,已经成为云计算时代下,数据中心及其电源管理系统建设面临的最大挑战。
IDC的统计数据显示,电力能源成本已经成为困扰数据中心运营者的头号难题。其中,UPS、空调等周边设备的耗电量大大高于主机电量。另外,酸铅蓄电池并非绿色环保的产品。因此,配备一套智能绿色UPS供电系统成为数据中心节能环保的重中之重。传统电源系统中的蓄电池需要空调制冷,而且24小时连续运转,耗能巨大。磁悬浮式飞轮储能UPS系统则无需空调,大大节省了运营成本;而且,其占用的空间也大幅减小;维护成本低,无需更换电池;寿命长达20年。图3给出了柜式磁悬浮飞轮储能型UPS的外形图。
