MW 级飞轮储能系统在风电场站一次调频中的应用项目，所属风力发电装置及系统技术领域，是国家电投集团统筹研发项目“新能源发电侧储能关键技术研究及实证”配套课题，是全国首个按风电场10%容量配置全容量飞轮储能的站内改造项目，位于装机规模为50MW集中式风电场的国家电投河南平顶山叶县长丰风电场。项目采用5套循环寿命超过1000万次的1MW/35kWh飞轮储能系统产品，通过飞轮地坑预埋安装、功率变送和控制装置采用集中箱集成室外安装方式，建成2套2MW飞轮储能系统单元+1套1MW飞轮储能系统单元并联汇流接入升压站35kV母线上，经变电站主变升压至220kV后接入电网的飞轮储能系统阵列，通过飞轮储能系统的快速响应能力、大功率、高效率的性能优势，满足省网对新能源场站一次调频改造的要求。本项目取得授权发明专利6项、实用新型专利2项、软件著作权4项，获得科技成果奖励2项，发布国家级技术标准1项、团体标准1项，发表北大核心论文2篇。当前项目已经通过中国电机工程学会组织的成果鉴定。

项目开创性地采用全容量飞轮储能系统完成新能源一次调频改造，突破了以往在一次调频改造项目中传统飞轮与锂电混合储能的方式，填补了国内完全采用飞轮储能实现新能源一次调频改造的空白，实现了兆瓦级飞轮储能产品阵列化应用的首例，在工程应用上具有重要的创新意义。项目实施创造了全球新能源发电侧功率最高装机容量最大飞轮储能项目、全国单体功率最大飞轮工程应用项目、河南省首套（台）飞轮储能项目三项记录，同时开创了一次调频改造的全新技术路线，避免传统技术路线限风机10%额定负荷引发的弃风问题以及电网考核问题，可减少年发电损失500余万元。经中国电机工程学会项目技术鉴定，整体达到国际先进水平，部分技术处于国际领先水平。2023年获得第十届中国国际光储充大会“年度最佳储能示范项目”，2024年获得第八届国际储能创新大赛“储能应用创新典范TOP10”。

飞轮储能作为一种先进的物理储能方式，由于具备功率密度高、循环次数多、使用寿命长、大倍率放电、毫秒级响应、安全性高、运行环境友好、存储电量可精确度量、具备真实旋转惯量等特点。“新能源＋飞轮储能”一次调频场景，可以从根本上解决风电、光伏通过预留有功备用容量参与电网一次调频带来的经济损失，释放的备用容量可以增加发电收入。同时可实现在火电机组配储，为火电一次调频优化提供解决方案。

项目团队成员主要包含项目实施单位、产品研发单位、产品应用单位以及系统测试单位成员，具有丰富的项目实施和工程建设经验。张志国作为项目负责人，主持本项目的研究、协调与实施等全面工作，提出并落实全部创新点，作为主要完成人取得发明专利3项，实用新型专利2项，团体标准1项，核心论文1篇。尹晓东负责项目技术指导、技术方案、施工方案、试验方案，取得发明专利1项。姚大林负责项目设备选型、技术路线、方案设计，取得发明专利3项。和海涛负责现场实施监督、设备试运、系统调试、质量验收，取得发明专利1项。钱军负责项目技术方向、设备选型、项目选址，取得发明专利3项，团体标准1项。樊长明负责项目申请立项，组织现场实施、监督调试试运、质量验收。张小科负责系统测试工作，发表核心期刊论文1篇。刘东负责飞轮储能系统的系统设计方案，取得发明专利2项，参编国家标准1项。柳哲统负责飞轮本体的系统设计，取得发明专利1项，参编国家标准1项。徐艳丽参与项目设备选型、设计方案与建设方案编制，取得发明专利2项、实用新型专利2项。

直接经济效益：项目投入费用1500万元。项目实施后可以实现风电场站一次调频考核减免27万元/年；本项目提供一次调频服务可减少风电场的一次调频备用容量，减少的备用容量可进行满功率发电上网电费增加约412万元；配套飞轮储能系统后，可获取一次调频补偿收益71万元。综合计算每年增加经济效益超过510万元，投资回报期约3年。社会效益与间接经济效益：飞轮储能技术应用于新能源场站一次调频改造，减少弃风弃光率，提升电网对新能源的接入能力，支持风光场站的健康发展，为新型电力系统建设提供了可靠支撑，为“双碳目标”的如期实现提供了有力保障。同时，飞轮储能技术的快速响应、系统构成简单、适配度宽的特性，具备在火电机组推广应用的条件。同时飞轮储能为物理储能，退役后金属材料仍然可以回收利用，不会像退役电池一样，会难以避免地造成环境污染问题，飞轮储能的核心部件几乎是没有任何污染物件的，具有较好的环境效益。当前部分省域电力市场暂未开放相关电力辅助服务交易，随着电力市场改进不断向纵深推进，一次调频辅助服务市场必然也会在河南开放，未来本项目可通过相关报备程序随时参与省域电力辅助服务市场交易，获取一次调频辅助服务收益，创造税收和GDP贡献。

本成果计划通过技术许可方式将全部或者部分知识产权授权给其他企业使用，双方通过谈判确定技术许可费用、使用范围以及时间期限、保密条款相关内容并签订技术许可合同。