超导储能系统原理 超导储能系统的特点及应用

一、超导储能系统原理

超导储能系统（smes）是利用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能回馈电网或其他负载，并对电网的电压凹陷、谐波等进行灵活治理，或提供瞬态大功率有功支撑的一种电力设施。

其工作原理是：正常运行时，电网电流通过整流向超导电感充电，然后保持恒流运行(由于采用超导线圈储能，所储存的能量几乎可以无损耗地永久储存下去，直到需要释放时为止)。当电网发生瞬态电压跌落或骤升、瞬态有功不平衡时，可从超导电感提取能量，经逆变器转换为交流，并向电网输出可灵活调节的有功或无功，从而保障电网的瞬态电压稳定和有功平衡。

二、超导储能系统特点

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。

三、超导储能系统作用

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。

四、超导储能系统应用

1、可用来消除电力系统中的低频振荡，用于稳定系统的频率和电压。

2、可用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，具有超导储能装置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置，而且将它看成是系统运行和控制时的有功功率源，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系统中具有自动发电控制作用，而且局部控制错误可减到最小。

6、可用于配电系统或大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，因为海岛与大陆联网的造价高，一般采用燃气轮机独立发电并成网，超导储能装置可用来进行负载调节等。

8、可用来补偿大型电动机起动、焊机、电弧炉、大锤、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出并将为配电网带来很多问题，而超导储能装置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。

10、可作为其它分布式电源系统的储能装置。

11、可用作为重要负载提供高质量电力的不间断电源，并在负荷侧发生短路时限制短路电流。