國家電網高溫超導儲能系統電力技術取得階段性突破

    日前，中國電力科學研究院歷時兩年時間自主研發的高溫超導儲能系統，在國家電網公司電力系統動模實驗室成功實現了并網功率補償。這標志著公司在高溫超導儲能系統電力應用技術領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儲能系統單元構造、集成、控制、保護和輸配電工程實際應用等關鍵技術，其研究成果可為公司下一階段開展超導電力應用技術的科研、試驗示范運行、系統分析與評估奠定堅實的基礎。

    高溫超導儲能系統是一種可實現電能——電能轉換的儲能系統，由于沒有電阻損耗，功率輸送時無需任何形式的能源轉換，因此具有功率密度高、變換速度快的優點，在提高電網電能質量、供電可靠性和動態穩定性方面具有重要的作用。

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

    中國電科院電工與新材料所（超導電力研究所）根據研究重點，開展了兩個階段的研究。在第一階段高溫超導儲能系統關鍵技術研究中，研發人員從無到有，自主掌握了高溫超導儲能單元擴容設計、功率變換系統研究、監測控制系統軟硬件開發、系統綜合性能測試、動態仿真模擬和SMES應用技術分析等技術難點。在第二階段高溫超導儲能系統集成共性技術研究中，研發人員又基于所掌握的關鍵技術，自主設計和構造了集儲能單元、功率變換系統和在線監控保護單元于一體的超導儲能系統，經過多次實驗運行調試，最終完成了系統最佳控制和保護參數設計，達到了并網試驗運行的要求。■