国内首个飞轮储能系统团体标准发布

2020年4月10日，中关村储能产业技术联盟正式发布国内首个飞轮储能系统团体标准T/CNESA 1202-2020《飞轮储能系统通用技术条件》。本标准由清华大学、北京泓慧国际能源技术发展有限公司和中国科学院工程热物理所牵头，联合平高集团有限公司、盾石磁能科技有限责任公司、上海航天控制技术研究所、中国科学院电工研究所、国网北京市电力公司电力科学研究院、华北电力大学、沈阳微控新能源技术有限公司、贝肯新能源（天津）有限公司等飞轮储能相关单位，经过近两年的研究讨论，最终完成标准发布稿。

随着新能源产业的快速推进，储能在推动能源变革和电力系统智能灵活运行方面的价值逐渐显现。各类储能技术中，飞轮储能因其具有安全、可靠性高、寿命长、环境友好等优势，在国际市场中较早开始了应用。目前国外飞轮储能已实现产业化，国内仍处于推广应用阶段。在储能行业快速发展的进程中，飞轮储能迎来了更好的发展机遇和更广阔的市场前景，目前在石油钻井行业、轨道交通领域、UPS备用电源等领域均投入了示范应用。随着部分关键部件国产化速度加快以及规模化生产，飞轮储能成本有望大幅降低，市场化有望进一步加速，亟需制定统一的规范，保障其功能、性能和安全可靠。

为推动行业良性发展，完善行业标准体系，2018年8月，中关村储能产业技术联盟在清华大学组织召开了飞轮储能系统标准研讨会，初步确定了飞轮储能系统的标准框架和范畴。2018年12月，在北京泓慧国际能源技术发展有限公司组织召开第二次工作组会议，讨论确定启动《飞轮储能系统通用技术条件》标准编制计划。2019年3月，在清华召开工作组会议完善标准的初稿，并由泓慧能源正式提交联盟标准立项申请。3月19日本标准项目通过联盟标委会审查正式立项。经过工作组内部讨论和修订，9月6日至10月15日，联盟正式公示并广泛征求意见。11月29日，联盟在上海航天控制技术研究所组织召开最后一次工作组会议，并对标准技术内容进行最终确认。

2020年2月，由武汉大学、北京航空航天大学、北京三一智造科技有限公司和中国标准化院等单位专家组成的专家组对标准进行了审定，认为本标准填补了行业空白，相关性能参数指标切合实际，科学合理，同意尽快报批发布，并建议继续完善飞轮储能系统相关标准体系。经联盟标委会审核通过后，4月10日联盟正式发布本标准。

《飞轮储能系统通用技术条件》标准规定了飞轮储能系统的一般要求、性能要求和试验方法。根据飞轮储能系统目前国内外的通用表述方式，同时参考电化学储能系统相关标准，明确了飞轮储能系统、相关设备、工作状态和性能参数的相关定义，特别是关于储能量、待机功耗和储能效率的相关参数，填补了目前行业空白，让飞轮储能行业对各项指标有了更加清晰、明确和统一的认识。主要的术语和性能参数相关定义如下：

飞轮储能系统　flywheel energy storage system

实现电能与动能双向转化的储能装置，包括飞轮储能单元、飞轮电机变流器、储能变流器、辅助设备和系统控制器组成的系统装置统称。

热备状态　hot standby state

飞轮电动发电机转速处于工作转速区间，随时可接受系统控制器指令进行充放电操作的状态。

充（放）电响应时间　charge（discharge）response time

正常工作状态下，热备状态的飞轮储能系统从零功率上升至充/放电额定功率所用的时间。

充电过程　charge process

飞轮储能系统作为电力负荷，从外接电源吸收能量，以电动机方式运行且转速逐渐升高，将电能转化为动能储存在飞轮储能单元内的过程。

放电过程　discharge process

飞轮储能系统作为电源以发电机方式运行且转速下降，将存储的动能以电能的方式释放出来，通过电机变流器（和/或）储能变流器输出到电网或负载且转速逐渐下降的过程。

工作转速区间  working speed range

最高工作转速和最低工作转速之间的转速区间。

最高工作转速　maximum speed of revolution

飞轮储能系统安全运行时飞轮电机的所能达到的最高转速值。

最低工作转速　minimum speed of revolution

飞轮储能系统按照额定功率持续放电，飞轮转子所需要的最低转速值。

充电效率　charging efficiency

飞轮储能系统在放电过程中由最高工作转速运行至最低工作转速通过电机变流器所释放出的电能与在充电过程中由最低工作转速运行至最高工作转速通过电机变流器所吸收的电能的比值。

放电效率　discharging efficiency

飞轮储能系统从最高工作转速放电至最低工作转速的放电过程中，飞轮电机变流器输出的直流电能与飞轮存储动能减少量的比值。

充放电循环效率　charge-discharge cycle efficiency

飞轮储能系统在充放电过程中由最高工作转速运行至最低工作转速所释放出的电能与由最低工作转速运行至最高工作转速所吸收的电能的比值。

热备待机功耗　hot standby power consumption

飞轮储能系统处于热备状态时所需功率（包括飞轮电机变流、储能变流器和辅助设备）。

可用储能量　available energy storage

飞轮储能系统在最高工作转速储存的动能与最低工作转速时储存的动能差值。

额定输入/输出功率　rated input/output power

充/放电状态下可以持续稳定工作的最大输入/输出功率。 

此外，参考国内外标准资料，对使用环境条件等提出了明确的指标和要求，为系统的正常工作提供了必要的条件；针对飞轮储能系统的通用性的性能和试验方法进行阐述，确定了飞轮储能系统的必要性能和表征飞轮储能系统的性能参数，各性能参数指标和试验方法都参考了相关的国家标准。

从目前市场发展现状来看，飞轮储能系统在电网、应急电源、数据中心、轨道交通、石油钻井等各大行业都有应用，高频次、大功率、节能环保、长寿命等优势已经受到了越来越多的企业和专家的关注和重视，本标准将更有助于推动飞轮储能的健康快速发展。

感谢以下单位在标准编制过程中给与的支持： 

Amber Kinetics

北京航空航天大学

北京泓慧国际能源技术发展有限公司

北京三一智造研究院

贝肯新能源（天津）有限公司

大连亨利科技有限公司

盾石磁能科技有限责任公司

二重储能

国网北京市电力公司电力科学研究院

亨斯迈先进化工材料（广东）有限公司

华北电力大学

平高集团有限公司

清华大学

上海电力设计院

上海航天控制技术研究所

上海中以投资发展有限公司

沈阳微控新能源技术有限公司

梧桐树资本

武汉大学

西安宝美电气工业有限公司

中国标准化院资环分院

中国科学院电工研究所

中国科学院工程热物理研究所