近年來，隨著以光伏發(fā)電、風力發(fā)電為代表的新能源發(fā)電場站在電力系統(tǒng)電源中的占比逐漸升高，電力系統(tǒng)的頻率慣性顯著下降，常規(guī)火電機組的調頻和調峰壓力劇增，威脅了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。國家及地方能源管理機構先后發(fā)文，對并網(wǎng)發(fā)電的新能源電站提出了有利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的功能要求，其中多次提到了儲能技術。
目前，國家及地方對新能源場站的一次調頻能力提出了剛性要求。以風力發(fā)電為例，為了實現(xiàn)一次調頻功能，如果不配置儲能等額外功率來源，則在系統(tǒng)頻率跌出人工頻率死區(qū)時，風電場需要預留一定量的備用發(fā)電容量以實現(xiàn)風電功率的快速支援;在系統(tǒng)頻率超過人工頻率死區(qū)時，通過槳距角控制等機械裝置的調節(jié)來減少捕獲的風能，實現(xiàn)風電功率的減小。前者會造成發(fā)電量的損失，長期運行時經(jīng)濟性較差;后者一方面調節(jié)速度較慢，另一方面機械裝置的頻繁動作可能會增大機械磨損，增加風機維修風險、減小風電機組壽命。
該發(fā)明專利提出了一種集成磁懸浮飛輪儲能的風力發(fā)電機組，在空間結構上采用磁懸浮軸承的超高速飛輪儲能系統(tǒng)安裝于風力發(fā)電機組的塔筒底部，在電氣連接上風力發(fā)電機組與磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)并聯(lián)連接。此項發(fā)明專利具有“五小五高”特點：機械儲能運行風險小、集成安裝建設成本小、磁懸浮無摩擦運行損耗小、百萬級循環(huán)維護成本小、取代耗能電阻風機成本小;風電機組涉網(wǎng)綜合性能高、分布式控制靈活度和可靠性高、有功功率調節(jié)響應速度高、無功調節(jié)近零損耗效率高、參與輔助服務項目風電場收益高。隨著國家和地方政府將儲能逐漸納入風電場競爭性配置內容，本發(fā)明在大規(guī)模風電場，特別是建設和運維成本昂貴的海上風電場具有廣闊的應用前景。
