飞轮储能破解火电调频难题

近日，记者来到陕西榆林能源集团杨伙盘煤电公司。在公司升压站北侧，4排灰白色储能机柜整齐排列，机柜发出轻微的电流声。这里是西北首台套兆瓦级飞轮储能系统的“安家”之处。

近日，陕西榆林能源集团“基于飞轮储能的火电厂调频技术研究与应用”项目通过验收，验收意见显示：项目完成了计划任务书规定的研究工作与工程应用，总体技术指标达到设计要求。其中，利用飞轮储能技术，火电厂月均一次调频合格率由之前的70%提升至82.38%、单机最高为88%，系统响应时间小于等于100毫秒，充放电转换时间小于50毫秒。

在电网考核体系下，每次调频的合格率、投入率、响应速率均有明确要求。杨伙盘煤电公司总工程师白海军说，火电厂调频能力上不去，拿不到辅助服务收益，直接影响公司利润。他告诉记者，火电机组深度调峰时，金属部件会承受巨大压力，汽轮机数字电液控制系统频繁动作加剧设备磨损。飞轮储能的介入，正是为了承担一次调频中的高频分量，减少数字电液控制系统频繁动作，提升火电厂调频能力。

这套由杨伙盘煤电公司主导实施、厚德绿能(榆林)能源科技有限公司承建的飞轮储能系统，总规模为8兆瓦/0.32兆瓦时，由8台单机1兆瓦/0.04兆瓦时的飞轮储能单元组成，通过独立间隔并列接入机组6千伏厂用电工作段，与660兆瓦级火电机组协同参与一次调频。

“不用调频的时候，飞轮就像陀螺一样保持高速旋转;需要调频的时候，飞轮转速在9000到5000转之间快速变化，释放或吸收能量，响应特别快。”白海军说，飞轮承担高频分量后，火电机组输出功率峰值明显降低、出力波动显著收窄、汽轮机等主机设备的频繁动作随之减少。与此同时，一次调频辅助服务收益可提升约2倍，静态回收期在4到7.5年以内。

这一技术路径正获得政策层面的明确支持。去年9月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《新型储能规模化建设专项行动方案(2025—2027年)》，明确提出“研究煤电机组与电化学储能、飞轮储能、热储能等新型储能项目联合运行，优化运行方式，提升调节能力”。

清华大学电机工程与应用电子技术系教授李永东表示，飞轮储能是物理功率型储能，核心优势在于毫秒级响应、百万次充放电频次和长寿命，正好契合电网对惯量支撑和一次调频的刚需。

作为西北首台套兆瓦级飞轮储能与660兆瓦级火电机组协同调频的示范工程，杨伙盘项目在强电磁干扰环境下完成了从系统集成、电磁防护到控制融合的全链条工程验证。随着新能源占比持续提高，飞轮储能与火电联合调频，正为提升电网稳定性、促进新能源消纳提供一条可复制、可推广的技术路径。

李永东认为，未来，飞轮储能不会“单打独斗”，而是走“飞轮+电化学电池”的路线。飞轮负责毫秒级至分钟级的高频调节，电化学电池负责长时调节，两者互补，既保护电池寿命，又能使收益最大化。