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World File Search System飞轮
飞轮储能的现状与未来
飞轮是最早的能量存储形式之一，在将电力系统转变为完全可持续且低成本的系统方面可以发挥重要作用。本文介绍了用于电力存储的飞轮的主要组件，以及当前市面上可用的钢和复合材料转子系列设计共存的原因。在此过程中，以简单明了的方式解释了基于基本原理的设计驱动因素，包括安全方法。飞轮的坚固特性使其非常适合需要快速响应和高日循环的应用，随着电网惯性的降低，这种需求正在增长。锂离子电池目前是快速响应的首选技术，但循环和日历寿命有限。可以通过具有足够的能量容量来限制短周期内的放电深度，同时利用这种容量赚取收入以提供其他服务来缓解这一问题。现在，随着其他机械、热电和可再生燃料存储技术的发展，这些技术将以比锂离子更低的成本、更长的持续时间和更可持续的方式提供存储。然而，对快速响应存储的需求仍将存在，而钢制飞轮完全有能力提供这种低电力成本的潜力和可持续性。为了获得飞轮批量生产的成本估算，将电力和存储元件的成本分开，每个成本基于批量生产的类似技术。这些表明成本明显低于目前市售飞轮的成本，与锂离子相比，这些飞轮均未批量生产。最后，介绍了一些具有提高性能潜力的研究领域，但这些发展必须不导致成本增加，才有价值。
生成式人工智能飞轮的创新动力
12 Sébastien Bubeck 等人，通用人工智能的火花：GPT-4 的早期实验。arXiv (2023)。在对定义进行大量争论之后，NSCAI 的委员们将当今与 AGI 之间的某种东西解释为“更通用的人工智能”。这一术语抓住了狭义人工智能与 AGI 理论概念之间的创新状态。请参阅国家人工智能安全委员会最终报告，第 35-36 页 (2021)。13 例如，请参阅 Linda Geddes，DeepMind 在《科学大跃进》中揭示 2 亿种蛋白质的结构，卫报 (2022)。有关创新的定义，请参阅 Fred Gault，《定义和衡量所有经济部门的创新》，研究政策 (2018)。14 Marco Ianisiti 和 Karim R. Lakhani，《人工智能时代的竞争：算法和网络统治世界时的战略与领导力》，哈佛商学院出版社 (2020)。 15 Madhumita Murgia，《为什么计算机生成的数据被用来训练人工智能模型》，《金融时报》（2023 年）。16 Michael Chui 等人，《生成式人工智能的经济潜力：下一个生产力前沿》，麦肯锡公司（2023 年）；另请参阅 Vildana Hajric 和 Lu Wang，《人工智能比美联储更能影响与经济脱节的股票》，彭博社（2023 年）。17 Eric Schmidt，《人工智能将如何改变科学研究的方式》，《麻省理工技术评论》（2023 年）。
适用于偏远住宅负载的高速飞轮储能混合光伏系统
摘要：由于微电网中的系统惯性低，频率可能会迅速偏离标称值，导致系统完全停电，除非有足够的旋转备用来平衡供电和需求负载。孤岛运行下微电网的不稳定问题最近引起了特别的关注。柴油发电机被认为是理想的旋转备用，可在孤岛系统中为负载提供备用电源以及可再生能源。然而，柴油发电机的高维护成本和二氧化碳排放量是有害因素，这促使人们寻求更具成本效益和更清洁的技术。在孤岛系统中，将储能系统 (ESS) 与发电机集成不仅可以降低发电机的维护成本，还可以通过限制其运行时间来减少二氧化碳排放。本文提出了一种孤岛光伏混合微电网系统 (PVHMS)，利用飞轮储能系统 (FESS) 作为电池技术的替代方案，以支持光伏系统并满足拥有 100 户住宅的小型住宅镇的峰值需求。当光伏系统和飞轮储能无法满足负载需求时，柴油发电机在孤岛系统中用作旋转备用，以维持孤岛系统的稳定性。对此类系统的分析结果表明，适当规模的飞轮储能技术为支持独立光伏系统的运行提供了可行的解决方案。此外，与飞轮储能系统（意味着柴油发电机始终在运行）的情况相比，二氧化碳排放量和燃料消耗的减少量已经量化。
飞轮能源
第1章 概念介绍 简介：飞轮储能：飞轮储能是利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为机械能储存起来，在需要的时候，飞轮带动发电机发电。飞轮系统工作在高真空环境中，具有无摩擦损耗、风阻小、寿命长、不影响环境、免维护等特点，适用于电网调频、电能质量保障等，但也存在能量密度低、保证系统安全成本高等缺点，其优势不能小规模体现，目前主要用于电池系统的补充。 飞轮：飞轮储能是一种将电能以动能形式储存起来的智能方法，其技术思路是，需要储存的多余电能驱动电动机，电动机每分钟带动飞轮旋转数千转，将动能储存起来。飞轮由于被悬浮在带有磁铁和高效轴承的真空腔中而可以轻松移动。储存的动能就是飞轮的动量，可以驱动作为系统另一部分的发电机发电。飞轮系统的主要优点是维护成本低、预期寿命长、响应速度快、往返效率约为 90%。主要缺点是成本高、自放电风险高、仅适用于较小容量（3 kWh 至 130 kWh）[18]。关键技术：飞轮储能目前处于实验阶段，主要存在五个技术问题：飞轮转子、轴承、能量转换系统、电动机/发电机和真空腔。1. 飞轮转子。飞轮转子是飞轮储能系统中最重要的部分。整个系统的能量转换依赖于飞轮的旋转。有必要根据转子动力学设计开发强度高、结构合适的飞轮。 2.支撑轴承 支撑高速飞轮的轴承技术是制约飞轮效率和寿命的关键因素之一。 3.能量转换系统 飞轮储能系统的核心是电能与机械能的转换，调节转换过程的能量输入与输出，协调频率和相位。能量转换单元决定系统的效率，支配飞轮系统的运行。 4.发电机/电动机 飞轮储能转子的高转速导致飞轮电机的转速也高，这就要求飞轮电机系统具有高效率、低功耗、高可靠性等特点。目前永磁电机的研究主要集中在降低损耗和解决永磁体的温度敏感性上。5.真空室真空室是飞轮储能系统的辅助系统，使系统不受外界环境的影响。
利用飞轮储能技术优化风力发电场
由于风电场发电具有间歇性，发电量经常超过或未达到场地的出口限额。超过出口限额的多余发电量将被视为违规，并可能导致当地电网运营商罚款。超过出口限额的多余能源可用于补充发电量较低的时期，从而平滑风电场的产出，并提高场地的总产出。飞轮能够承受高循环率，因此非常适合在此情况下充当能量储存器。本文利用真实数据模拟与飞轮储能系统 (FESS) 协同运行的风电场，并评估不同储能容量的有效性。c ⃝ 2020 由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章 ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ )。
b'在全球范围内，可再生能源发电的利用受到电网中可存储能源的数量和持续时间的限制。这是实现深度脱碳电网的主要瓶颈，深度脱碳电网不仅要使可再生能源的渗透率超过 80%，而且对于长期遏制全球变暖和实现气候目标也是必要的。这个问题可以通过部署长时储能来解决，长时储能本质上是指可以长时间存储能源的系统。PTR 认为放电时间超过 8 小时的系统就是 LDES。在这篇介绍性文章中，我们将讨论有前景的 LDES 技术，包括抽水蓄能、液态空气储能、压缩空气储能、飞轮储能、热能储能、氢能储能和电池储能。'
b'在全球范围内，可再生能源发电的利用受到电网中可存储能源的数量和持续时间的限制。这是实现深度脱碳电网的主要瓶颈，深度脱碳电网不仅要使可再生能源的渗透率超过 80%，而且对于长期遏制全球变暖和实现气候目标也是必要的。这个问题可以通过部署长时储能来解决，长时储能本质上是指可以长时间存储能源的系统。PTR 认为放电时间超过 8 小时的系统就是 LDES。在这篇介绍性文章中，我们将讨论有前景的 LDES 技术，包括抽水蓄能、液态空气储能、压缩空气储能、飞轮储能、热能储能、氢能储能和电池储能。'
能源管理和控制系统设计的综合飞轮存储系统适用于住宅用户
摘要：本文介绍了住宅用户的综合式式储能系统（FESS）的能源管理和控制系统设计。所提出的fess能够在8 kW处绘制/传递8 kWh，并依靠大型表面安装的永久性磁铁同步ma-chine，其内旋翼的内转子会积分碳纤维，从而导致紧凑型和有效的候补饮食。拟议的能源管理系统基于四种不同的操作模式，这些模式是定义的，可以根据FESS速度和/或用户的喜好选择，而FESS Control System专用于机器和网格端转换器的Power/Current Tracking。实时模拟验证了拟议的解决方案的有效性以及所提出的FESS的整体能量性能，这些模拟将不同的操作条件和/或现实的场景介绍。
混合电池和飞轮储能系统
可再生能源是能源生产的未来。欧洲及世界各地的许多国家都参与了能源过渡，减少了化石燃料的一代，并在其整体能源组合中赢得了可再生能源的份额。然而，这提出了新的挑战，因为可再生能源高度相互融合，这可能会导致电网变得不稳定。网格稳定性问题并不是新事物，并且历史上已经部署了不同的资产来维持发电和需求之间的平衡，但是许多这些资产的响应时间较慢，无法管理与大规模可再生能源相关的发电迅速变化。电池储能系统（BES）克服了这一挑战。通过提供快速有效的频率调节服务，电池能量存储将成为系统运营商未来几年的关键增值。
飞轮储能系统频率分析...
Eduard Muljadi，电气与计算机工程系主任、教授 R. Mark Nelms，电气与计算机工程系主任、教授 Mark Halpin，阿拉巴马电力公司电气与计算机工程系教授
电池和飞轮储能与天然气储能的比较
摘要：随着美国可再生能源发电量的增加，为确保电网稳定性，对频率调节的需求也日益增加。快速增长的天然气电厂通常用于频率调节，但这会产生与化石燃料燃烧相关的排放。电池和飞轮等储能系统 (ESS) 可提供替代的频率调节服务。然而，储能系统充电和放电的效率损失会导致额外的发电需求和相关排放。文献中对 ESS 充电和放电产生的这些间接排放没有很好的理解，大多数资料来源都指出用于频率调节的 ESS 排放量较低，但没有对这些排放量进行量化。我们创建了一个模型来估算提供频率调节的 ESS 的三种排放量（CO 2 、NO X 和 SO 2 ），并将它们与提供相同服务的天然气电厂的排放量进行比较。当天然气发电厂的发电量被计入时，储能系统的二氧化碳排放量比燃气轮机低 33% 至 68%，具体取决于美国 eGRID 子区域，但氮氧化物和二氧化硫排放量较高。然而，关于分析框架的不同合理假设可能会使储能系统成为更糟糕的选择，因此真正的差异取决于储能系统和天然气发电之间的替代性质。