飞轮储能是利用在飞轮上存储的动能与电力系统间进行能量交换，电网中多余的电能通过变频器使电动机转动，带动飞轮升速并靠飞轮的大惯量存储动能，当需要电能时，电机作为发电机运行，飞轮存储的动能变换成电能，再经变频器返回到电网中，从而实现电能的输入、存储和输出。

飞轮储能系统的基本结构如图9.5所示。

图9.5 飞轮储能系统结构图

在能源互联网中，飞轮储能系统在低谷负荷时，由工频电网提供电能，通过双向变流器驱动电机带动飞轮高速旋转，以动能的形式将能量存储起来；而在峰荷时，高速旋转的飞轮作为原动机拖动发电机发电，完成机械能-电能转换的释放能量过程。

飞轮储能功率密度和能量密度大，效率在90％以上，循环使用寿命长达20年，无噪声，无污染，维护简单，可连续工作，可以实现兆瓦级输出，持续时间为数分钟至数小时。与其他储能方式相比，飞轮储能系统主要有以下几方面突出的优点：

1）储能密度高，瞬时功率大。

2）无过充电、过放电问题。飞轮不会因过放或过冲，而受到损害。(www.daowen.com)

3）容易测量放电深度和剩余“电量”，充电时间较短，一般在几分钟内就可将电池充满。

4）使用寿命主要取决于飞轮储能系统中电子元器件的寿命，一般可达20年左右。

5）能量转换效率高，一般可达85％～95％。

6）对温度不敏感。

7）对环境无污染。

由于以上的优点，使得飞轮储能在能源互联网中主要用于不间断电源（UPS）、应急电源（EPS）、电网调峰和频率控制。而在孤岛型随机出力的可再生能源系统中，飞轮储能还可以充当电能的存储器和调节器，可提高输出功率的稳定性，平抑输出功率波动，有效地改善电能质量。