电力储能技术之——超导储能技术

 

超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置,其不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能,还可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率,用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。...



超导储能技术



超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置,其不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能,还可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率,用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。
 
超导储能的优点很多,主要是功率大、质量轻、体积小、损耗小、反应快等等,因此应用很广。如大功率激光器,需要在瞬时提供数千乃至上万焦耳的能量,这就可由超导储能装置来承担。超导储能还可以用于电网。当大电网中负荷小时,把多余的电能储存起来,负荷大时又把电能送回电网,这样就可以避免用电高峰和低谷时的供求矛盾。这就是超导储能。

由于超导体的电阻为零,因此利用超导体研制而成的超导线圈的电阻也为零。如果将超导线圈通上电流且闭环运行,则超导线圈中的电流不会衰减。这就相当于把能量以磁场的形式储存在线圈中(储存的能量为0.5LI2),而当外部电网需要时,可以将该能量释放出来回馈给电网,这就是超导储能(SMES)的基本原理。SMES系统主要包括:超导线圈(SCM)、功率调节系统(PCS)、低温系统(CS)、控制和保护系统(CPS)等。

超导储能系统原理
超导储能的关键技术包括:超导线圈制作、绝热技术、功率调节系统等。我国较早地开展了超导储能的基础理论和关键技术研究。从事超导储能技术研究的单位有:中国科学院电工研究所、清华大学、华中科技大学等。中国科学院电工研究所首先在多功能集成的新型超导电力装置上取得了重大突破,在世界上首次提出“集成限流和电能质量调节于一体的超导限流-储能系统”的原理,并完成了世界首套100kJ/25kVA超导限流-储能系统样机和实验室测试;在此基础上,中国科学院电工研究所于2008年底完成了我国首套1MJ/0.5MVA高温超导储能系统的研制,并投入实际配电网试验运行。清华大学于2005年研制成一套500kJ/150kVA的超导储能系统并通过了试验。华中科技大学研制成35kJ/7kVA的微型高温超导储能系统并用于电力系统动态模拟研究。


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