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超导储能系统是什么?有什么作用?

来源:国家能源局整理    发布时间:2022-12-15

超导储能是一种无需经过能量转换而直接储存电能的方式,它将电流导入电感线圈,由于线圈由超导体制成,理论上电流可以无损失地不断循环,直到导出。目前,超导线圈采用的材料主要有铌钛(NbTi)和铌三锡(Nb3Sn)超导材料、铋系和钇钡铜氧(YBCO)高温超导材料等,这些材料的共同特点是需要运行在液氦或液氮的低温条件下才能保持超导特性。因此,目前一个典型的超导磁储能装置包括超导磁体单元、低温恒温以及电源转换系统等。

超导储能系统特点:

1.   可长期无损耗地储存能量,具有能量转换效率高(可达95%);

2.  通过采用电力电子器件的变流技术实现与电网的连接实现了毫秒级响应速度

3.   由于其储能量与功率调制系统的容量可独立地在大范围内选取,因此可将超导储能系  统建成所需的大功率和大能量系统;

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。

但超导储能系统也有一些缺点:

与其它技术相比,超导储能系统的超导材料及维持低温的费用较高。未来要实现超导磁储能的大规模应用,仍需在发展适合液氮温区运行的MJ级系统的超导体,解决高场磁体绕组力学支撑问题,与柔性输电技术结合,进一步降低投资和运行成本,分布式超导磁储能及其有效控制和保护策略等方面开展研究。

超导储能系统的作用

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来,而在电网运行处于高峰时,将储存的电能送回电网),也可用于降低甚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,同时还可用于无功和功率因素的调节以改善电力系统的稳定性。

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