中国储能网讯：5月24日，由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会和中国储能网联合组织的“第十二期全国储能产业巡回走访调研”专家组一行走进清源合一。

随着新能源在电力系统中的占比日益提升，电网的稳定运行面临前所未有的挑战。风电、光伏的波动性导致频率和电压难以维持稳定，传统同步机组的退出也造成了系统惯量的缺失。这急需一种能够快速响应、高频次调节、具备长寿命和本质安全的储能技术。飞轮储能以其独特的物理特性，被寄予厚望，成为解决这些问题的理想方案。然而，将这项高速、精密、在真空环境下运行的复杂技术从实验室推向大规模产业化，却是一条充满工程与制造壁垒的道路。清源合一(杭州)科技有限公司正是这条道路上的探索者与突破者。

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深厚的研发基石：源于清华的技术沉淀

清源合一的基因深植于清华大学的科研沃土。首席科学家姜新建教授团队，经过近30年的潜心研究，为飞轮储能技术奠定了坚实的基础。这种深厚的技术积累是清源合一敢于挑战产业化难题的底气所在。其核心技术体系涵盖了飞轮储能系统的方方面面，且多项技术已达到国际领先水平：

1.高强度转子设计与制造：大储能量高速飞轮的转子需在高转速下承受巨大应力，清源合一攻克了高强钢/复合材料转子的本质安全设计与优化制造工艺。

2.大承载力磁悬浮轴承与跌落保护：这是飞轮高速稳定运行和安全的关键。公司掌握了磁悬浮轴承的优化设计、鲁棒控制以及能动/非能动相结合的多级跌落保护技术，有效应对了高速转子失稳的风险。

3.高速电机设计与散热：飞轮电机需在真空环境下高效运行，散热成为一大挑战。清源合一解决了真空下电机转子的高效散热问题，并优化了多相永磁电机设计以降低损耗。

4.精密电力电子与控制系统：实现飞轮的高频次充放电、阵列协同以及对电网的主动支撑，离不开高性能变流器和先进的控制策略。公司开发了基于SiC/IGBT变流器的快速充放电控制，以及动态分组、智能分配负荷的飞轮阵列协控系统，和能协调物理惯量、虚拟惯量、调频调压的电网主动支撑系统。

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两大核心产品线：工程实现的挑战

清源合一推出了两大系列飞轮产品，分别瞄准电网惯量和高频调频两大核心需求，而每一款产品都凝结着复杂的工程实现：

1.新型磁悬浮惯量飞轮（QF-IF系列）

这项国际首创的技术，旨在为电网提供所需的机械惯量。其代表型号QF-IF-5000/3，短时有功功率超过6MW，转动惯量高达2000kgm²，重量达到50吨，尺寸庞大（12.6x2.3x3米）。制造如此大型、高惯量的旋转机械，并确保其精度和稳定性，其结构设计、材料选择、超重部件的加工和组装都带来了巨大的工程挑战。

2.高速先进飞轮（QF-FW系列）

主要用于高频次调频和功率平滑。以QF-FW-1500/42型号为例，额定功率1.5MW，储能量42kWh，转速高达11000转/分钟。实现如此高转速下的稳定运行，对转子的动平衡、轴承精度、真空度和电机性能提出了极致要求。系列中其他型号（如500kW/50kWh, 300kW/5kWh等）虽然功率能量不同，但同样需要克服高速、精密制造和系统集成的难题。

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产业化之路的挑战：从原型到产线的跨越

拥有核心技术和原型产品，距离规模化生产和商业成功仍有巨大鸿沟。飞轮储能的产业化尤其艰难，因为它对生产制造和场地的要求极为苛刻：

1.极端严苛的厂房条件

与标准化的电池模组生产线不同，飞轮本体的制造和测试需要非同寻常的硬件设施。首先是电力需求巨大，单个测试工位就需要数兆瓦级的供电能力，整个厂房变压器容量需达到4500kW以上。其次是厂房高度和吊装能力，为了吊装、组装和维护高达3米多的设备，需要配备大吨位行车。

2.超高要求的测试基础

更具挑战性的是用于设备测试的基础坑。这种深坑涉及到房屋结构安全，需使用高强度混凝土（CCM）浇筑，并进行多层（如三层）防水处理，以应对地下水渗透等问题。

3.复杂的系统集成与现场调试

飞轮系统是将高速旋转机械、精密磁悬浮、大功率电力电子和复杂控制系统集成的产物。所有部件需要在真空环境下协同工作。即使在工厂完成出厂试验，运输到现场后，环境变化（如新疆项目的经验）仍然需要专业的调试人员进行细致的重新调试，确保整体性能达标。

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迈向规模化：工厂投产与大型项目牵引

清源合一深知，要实现飞轮的产业化，必须跨越这些制造和工程壁垒。为此，公司采取了“北京研发/中试+杭州量产”的双基地策略。北京基地侧重于前沿研发和小型样机验证，而位于杭州萧山的生产基地，正是为满足兆瓦级飞轮的量产需求而建设的。该基地拥有4200平方米的建筑面积，并按照飞轮生产的特殊要求进行了高标准建设，规划年产能100兆瓦。

国家和地方重点项目的牵引，为清源合一提供了展示和验证其产业化能力的绝佳平台。内蒙古二连浩特风电场的MW级飞轮+锂电混合储能示范项目，是公司早期在新能源场站应用和混合储能控制方面的探索与成功实践。而正在执行的国家“十四五”重点研发计划专项，更是将清源合一推向了规模化量产的前沿。在该项目中，公司将研制和生产MW级磁悬浮高速飞轮和惯量飞轮，并应用于新疆风电场和青海光伏电站建设50MW的示范工程。这项亿元级的订单不仅是对公司技术实力的认可，更是驱动杭州基地实现产能爬坡和验证其大规模生产制造能力的关键。与中国华电、中国绿发等大型电力央企的合作，也为其产品的可靠性和市场接受度提供了有力背书。

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商业化前景：高性能叠加规模化

虽然飞轮储能的初始投资相对较高，且依赖电网辅助服务政策的落地，但其高频次、超长寿命（200万次循环以上，设计寿命20年）的优势在高频调节场景下能够显著降低全生命周期成本。随着产业化规模的扩大，生产成本将进一步优化。

各地调频等辅助服务市场的逐步开放和结算政策的落地（如山西、东北等地），为飞轮储能提供了明确的收益来源。清源合一正积极参与市场，通过高性能产品争取市场份额，并通过规模化生产降低单位成本，提升竞争力。与电网公司及发电企业的良好合作关系，也有助于推动飞轮储能在更多场景的应用，并促进更合理的价值体现机制形成。

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结语：飞轮储能产业化的排头兵

从清华实验室的理论突破，到经历早期项目的工程验证，再到建设高标准量产基地并承接国家重点示范工程，清源合一成功地克服了将飞轮储能这项复杂技术进行产业化的重重壁垒。他们不仅掌握了核心技术，更建立了MW级产品的生产制造能力，并通过实际项目证明了其产品的可靠性和市场价值。

清源合一的故事，是硬科技走向产业化的生动缩影。凭借源于清华的深厚技术积累和在产业化道路上的不懈努力，清源合一正成为中国飞轮储能领域的排头兵，为构建适应高比例新能源的新型电力系统贡献着关键力量。