不久前,中國電力科學研討院自立研制的高溫超導儲能體系,在國家電網公司電力體系動模實驗室成功完成了并網功率抵償。這標志著在高溫超導儲能體系電力使用技能范疇取得了時期性打破,同時也再次喚起了大家對超導電力技能及有關配備的重視。
超導儲能研討漸熱有 關研制人員說,此次實驗的成功標明中國已自立把握了第二代高溫超導儲能體系單元構造、集成、控制、保護和輸配電工程實踐使用等要害技能,其研討成 果為下 一時期展開超導電力使用技能的科研、實驗演示運轉、體系分析與評價奠定了堅實的基礎。此前,中國電力科學研討院還承當了“第II代高溫超導儲能單元 構成要害技能研討”。
據介紹,高溫超導儲能體系是一種可完成電能—電能轉換的儲能體系,可直接存儲電磁能,沒有電阻損耗,功率運送時無需能源方法的轉換,具有反應速度 快、功率密度高以及高功率的長處,能夠完成與電力體系的實時大容量能量交換和功率抵償,在進步電網的電能質量、供電可靠性和動態安穩性方面具有主要的作 用。
另外,超導儲能體系的功率規劃和儲能規劃能夠做的很大,并具有體系功率高、技能較簡略、沒有旋轉機械有些、沒有動密封疑問等長處。超導儲能技能在進 行輸/配電體系的瞬態質量管理、進步瞬態電能質量及電網暫態安穩性和緊迫電力事端應變等方面具有積極作用,因此具有寬廣的使用前景。
長城證券分析人士以為,超導儲能是國內智能電網主要有關技能的研討方向之一,可是因為可靠性和經濟性的制約,商業化使用還比較遠。當前國內風景儲能項目的儲能方法還是以鋰電池為主,輔佐以鈉硫電池、液流電池儲能。
產業化是要害實踐上,超導技能的使用不僅僅約束于儲能體系。超導電纜、超導限流器等有關配備都已取得必定程度開展。總體而言,超導電力設備能最大極限地削減損 耗,達到電能高效使用。本年4月,能大幅進步電網供電可靠性和安全性的中國首座超導變電站,在甘肅省白銀市建成并安全運轉。該變電站就集成了超導儲能系 統、超導限流器、超導變壓器和三相溝通高溫超導電纜等多種新型超導電力設備,有專家以為,超導技能真實完成產業化還需較長時間。不過,業界也有不同觀點。行業分析師唐曉斌以為,超導技能當前已經進入產業化時期。估計高溫超導中超導限流器、超導濾波、超導儲能將有也許最早取得使用。
據了解,超導限流器能在電網短路時,約束短路電流,保護電網。與其他約束短路電流的方法相比,超導限流用具有不改動原有規劃和設備,運轉能耗大幅下降等長處。
據測算,與500千伏空心電抗器比照,超導限流器年節約電費200萬元,節約原有設備改造投入500萬以上。估計超導限流器的市場在600億元。
此外,高溫超導電纜也是超導技能在電力范疇使用的一個主要方面。它選用無阻和高電流密度的高溫超導資料作為載流導體,具有載流才能大、損耗低和體積 小的長處,一樣截面積的超導電纜的傳輸容量將比慣例電纜高3-5倍,而電纜本體的焦耳熱損耗十分小。雖然在溝通運轉狀態下,它也存在必定的損耗,但超導電 纜只需超越必定長度后,即便考慮到低溫冷卻和終端所需的電能耗費,其輸電損耗也將比慣例電纜下降50%-70%。
有專家曾舉例說,以中國電網傳輸損耗約占發電容量的7%計算,如果悉數選用超導電力電纜,則能夠將電網的傳輸損耗削減到大約3.5%以下,效益清楚明了。
唐曉斌以為,第一代和第二代高溫超導資料各有優勢。本錢方面,當前第一代本錢是第二代的1/3,但第二代有潛力降至第一代以下。在使用范疇方面,除了超導電機需求用第二代外,其他使用范疇兩種資料根本一致。
優勢顯著 疑問待解有專家告訴記者,當前慣例電力設備和電力體系存在著一些本身的約束,這激發了業界對超導電力設備的實驗和研制。
據 介紹,中國電力體系的開展趨勢是電力體系的容量越來越大,電網向超大規劃方向開展。跟著電網容量和規劃的不斷擴大,電力體系的短路容量越來越大, 這對電 力體系的安全安穩運轉構成了很大的要挾。當前,在輸電體系中尚無有用的限流設備。從電網的構造上和運轉方法上入手來下降短路電流,其造價十分昂貴。 超導 電力設備在這方面則具有明顯的優勢。
有業界人士指出,慣例電力體系的功率遭到銅、鋁等根本導電資料的約束,要進一步進步難度很大。跟著中國電力需求量的增大,網絡的總損耗將進一步增大。這也需求超導技能來打破這一約束。
此外,慣例電氣設備占地面積大,而人員密集的大中城市恰是負荷基地。跟著電能需求不斷增長,電網建造占地的需求量也隨之增大。城市用地嚴重和供電難的對立相同也需求超導技能來破解。
當前,全國有多家科研院所在對超導電力技能進行攻堅,取得了可喜的成果,如超導電纜從“九五”時期開端研討,已研制出多種類型的高溫超導電纜。多種 類型的超導電力設備都已研制出樣機,一些商品進入演示實驗運轉時期。不過,據記者了解,當前超導電力技能的使用和產業化方面仍面對一些疑問亟待解決。
中國科學院電工研討所有關專家表明,超導電力技能的使用和產業化簡而言之面對三個方面的疑問:一是超導資料的臨界溫度還有待進步;二是超導資料的價 格還比較高,有的比慣例資料高幾十倍、上百倍;三是超導技能所使用的低溫制冷體系的制備還比較復雜,且制冷機的免保護壽數較短。與此同時,超導電力配備的 低溫高電壓絕緣技能、實時檢查技能、集成技能、與慣例體系的匹配和諧運轉等也還需求進一步研討。