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超导储能技术.doc超导储能技术高温超导储能系统一、什么是超导储能系统?超-导储能系统(icEnergyStorage,SMES)是利用超-导线圈将电磁能玄接储存起來,需要时再将电磁能返冋电网或其它负载的一种电力设施,一般山超导线圈、低温容器、制冷装铭、变流装铭和测控系统部件组成°超导储能系统可用于调节电力系统峰谷(例如在电网运行处于其低谷时把多余的电能储存起來,而在电网运行处于高峰时,将储存的电能送冋电网),也可川于降低英至消除电网的低频功率振荡从而改善电网的电压和频率特性,同时还可川于无功和功率因素的调节以改善电力系统的稳定性。超导储能系统具有一系列其它储能技术无法比拟的优越性:(1) 超导储能系统可长期无损耗地储存能量,其转换效率超过90%;(2) 超导储能系统可通过采用电力电子器件的变流技术实现与电网的连接,响应速度快(毫秒级);(3) 由于其储能量与功率调制系统的容量可独立地在人范围内选取,因此可将超导储能系统建成所需的人功率和人能量系统;(4) 超导储能系统除了真空和制冷系统外没有转动部分,使用寿命长;(5) 超导储能系统在建造时不受地点限制,维护简单、污染小。日前,超导储能系统的硏究开发U经成为国际上在超导电力技术研究开发方血的一个竟相研究的热点,一些主要发达国家(例如美国、日木、德国等)在超导储能系统的研究开发方血投入了人量的人力和物力,推动着超导储能系统的实用化进程和产业化步伐。二、开发超导储能系统的必要性由于电力系统的“电能存取”这一坏节非常薄弱,使得电力系统在运行和管理过程屮的灵活性和有效性受到极人限制;同时,电能在“发、输、供、用”运行过程小必须在时空两方血都达到“瞬态平衡”,如果出现局部失衡就会引起电能质量问题(闪变),瞬态激烈失衡还会带來灾难性电力事故,并引起电力系统的解列和人血积停电事故。要保障电网安全、经济和可靠运行,就必须在电力系统的关键坏节点上建立强有力的电能存取单元(储能系统)对系统给与支撑。基于以上因索,电能存取技术越來越受到各国能源部门和电力部门的重视。超导储能系统由于其存储的是电磁能,这就保证超导储能系统能够非常迅速以人功率形式与电网进行能量交换。另外,超导储能系统的功率规模和储能规模可以做的很人,并具有系统效率高、技术较简单、没育旋转机械部分、没有动密封问题等优点。对于其它储能技术,无论具如何发展,都不可能消除能量形式转换这一过程,所以无论是现在或将來,超导储能技术将始终在功率密度和响应速度这两方血保持绝对优势。所以,作为电能存取的技术,超导储能技术的应川价值极高,在进行输/配电系统的瞬态质量管理、提高瞬态电能质量及电网暂态稳定性和紧急电力事故应变等方血具有不可替代的作用,并将为打造新的电力市场机制提供技术基础,具有广阔的应用前景。由于电力技术的发展,长时间的电力屮断事故发生几率很小,而瞬态电力故障,如闪变、电压骤升/骤降以及瞬态断电日渐突出。而瞬态电力故障对于依赖智能设备的许多商业川户和制造企业危害极人。从技术角度讲,治理瞬态电能质量问题的有效手段是利川快速响应的有功功率补偿技术。由于超导储能系统具有功率快速补偿这一独特优势,弥补了常规电力系统中缺乏电能存取的弱点,它对瞬态电能质量所有故障问题都能起到很好的改善作用。三、超导储能系统的应用前景超导储能系统在进行•输/配电系统的瞬态质量管理、提高瞬态电能质量及电网暂态稳左性和紧急电力事故应变等方血具有不可替代的作用,并将为打造新的电力市场机制提供技术基础,具有广阔的应川前景。其应用场合主要包括:(1) 4川來消除电力系统屮的低频振荡,用于稳定系统的频率和电压;(2) 可川于无功功率控制和功率因数的调节,以提高输电系统的稳定性和功率传输能力;(3) 由于它可迅速向电网加入或吸收有功功率,具有超导储能装賂的系统可看成是灵活交流输电系统;(4) 如果不仅将它看成是一个储能装路,而且将它看成是系统运行和控制时的令功功率源,它将显得更有用和有效,因此可以用作超导能量管理系统;(5) 在AGC系统小具有口动发电控制作用,而且局部控制错误可减到最小;(6) 可用于配电系统或人的负载边以减少波动和平衡尖峰负载、控制初次功率和提高瞬态稳定性,并可得到很好的效益;(7) 可用于海岛供电系统,因为海岛与人陆联网的造价高,一般采用燃气轮机独立发电并成网,超导储能装路可川来进行负载调节等;(8) 可用來补偿人型电动机起动、焊机、电弧炉、人锤、扎机等波动负载从而减少电网灯光闪烁现象;(9) 还可用作太阳能和风力田的储能。风力发电将产生脉动的功率输岀并将为配电网带來很多问题,而超导储能装路可使风力发电系统的输出平滑而满足配电电网的要求,并为系统提供备用功率和控制频率;可作为其它分布式电源系统的储能装銘;可川作为重要负载提供高质量电力的不间断电源,并在负荷侧发