國家電網(wǎng)高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)電力技術(shù)取得階段性突破

    日前，中國電力科學(xué)研究院歷時兩年時間自主研發(fā)的高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)，在國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)動模實驗室成功實現(xiàn)了并網(wǎng)功率補償。這標(biāo)志著公司在高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)電力應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域取得了階段性突破。

    實驗的成功表明我國已自主掌握了第二代高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)單元構(gòu)造、集成、控制、保護(hù)和輸配電工程實際應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，其研究成果可為公司下一階段開展超導(dǎo)電力應(yīng)用技術(shù)的科研、試驗示范運行、系統(tǒng)分析與評估奠定堅實的基礎(chǔ)。

    高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)是一種可實現(xiàn)電能——電能轉(zhuǎn)換的儲能系統(tǒng)，由于沒有電阻損耗，功率輸送時無需任何形式的能源轉(zhuǎn)換，因此具有功率密度高、變換速度快的優(yōu)點，在提高電網(wǎng)電能質(zhì)量、供電可靠性和動態(tài)穩(wěn)定性方面具有重要的作用。

    中國電科院研制的高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)是我國首個應(yīng)用第一代鉍系和第二代釔鋇銅氧混合高溫超導(dǎo)體構(gòu)造的千焦容量高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)，在國際上率先基于釔鋇銅氧涂層導(dǎo)體的強場下臨界電流特性，實現(xiàn)對鉍系高溫超導(dǎo)儲能單元的擴(kuò)容。因為采用更加實用化的電壓型功率變換系統(tǒng)，實現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的能量交換，從而簡化了控制方法，有利于超導(dǎo)儲能單元安全可靠并網(wǎng)運行。此外，通過集成監(jiān)控系統(tǒng)、失超保護(hù)系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)和低溫制冷系統(tǒng)，混合高溫超導(dǎo)儲能單元可在過冷液氮溫度下，圓滿實現(xiàn)在電力系統(tǒng)動模環(huán)境下的并網(wǎng)運行，并在模擬電力系統(tǒng)發(fā)生動態(tài)功率波動后的毫秒級時間內(nèi)，快速放電釋能，成功實現(xiàn)對系統(tǒng)功率波動的跟蹤和實時補償。

    中國電科院電工與新材料所（超導(dǎo)電力研究所）根據(jù)研究重點，開展了兩個階段的研究。在第一階段高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究中，研發(fā)人員從無到有，自主掌握了高溫超導(dǎo)儲能單元擴(kuò)容設(shè)計、功率變換系統(tǒng)研究、監(jiān)測控制系統(tǒng)軟硬件開發(fā)、系統(tǒng)綜合性能測試、動態(tài)仿真模擬和SMES應(yīng)用技術(shù)分析等技術(shù)難點。在第二階段高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)集成共性技術(shù)研究中，研發(fā)人員又基于所掌握的關(guān)鍵技術(shù)，自主設(shè)計和構(gòu)造了集儲能單元、功率變換系統(tǒng)和在線監(jiān)控保護(hù)單元于一體的超導(dǎo)儲能系統(tǒng)，經(jīng)過多次實驗運行調(diào)試，最終完成了系統(tǒng)最佳控制和保護(hù)參數(shù)設(shè)計，達(dá)到了并網(wǎng)試驗運行的要求。■