高温超导电缆的研发现状和发展趋势

与常规电缆相比,高温超导电缆具有体积小、重量轻、容量大、电流密度高、损耗低、环境友好等优势,为未来电网提供了一种新的电力传输方式。随着高温超导线材取得的重要研究进展,国际上相继开展了高温超导电缆的研发,已有多条超导电缆工程成功地进行了挂网示范运行。本文介绍高温超导电缆的研发进展情况,并简单对高温超导电缆的发展趋势和关键技术做出展望。     

充电设施对电池管理系统保护需求响应评估

充电状态下的电动汽车动力电池或电池管理系统(BMS)出现异常时,充电设施应能可靠响应,以确保充电安全。文中分析了BMS保护需求,定义了充电设施对BMS保护需求的响应率;参考现有标准及工程实际,建立了响应率指标体系,涵盖了动力电池故障及BMS故障等评价指标。采用层次分析法对各项指标权重进行了分析计算;最后,结合实际工程数据,对两种充电设施的响应率进行评估,基于单项响应率和综合响应率等指标,找出充电设施对动力电池及BMS故障响应能力的薄弱环节,并根据评估结果提出提高响应率的措施。结果表明,响应率指标体系可量化评估充电设施对BMS保护需求的响应能力。     

高温超导变压器关键技术

由于超导材料的无阻载流特性,其在超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导储能、超导电机等超导电力装置中的应用引起人们极大兴趣。其中超导变压器具有体积小、重量轻、损耗低、无火灾隐患、无环境污染和低漏抗等特点。简要介绍了高温超导变压器基本结构,重点介绍了变压器研发过程中的关键技术问题,包括液氮和气氮低温绝缘特性、超导绕组损耗分析、电流引线设计、非金属低温容器设计等,为高温超导变压器的研发提供有用的参考。     

高温超导变压器研发进展综述

与传统常规变压器相比,超导变压器具有很多优势,如体积小、重量轻、损耗低、无污染火灾隐患等。近十几年来,随着高温超导线材取得重要的研究进展,国际上相继开展了高温超导变压器的研发,已有三台样机成功地完成了挂网试验。简要介绍了近年来国内外高温超导变压器（包括电力变压器和机车变压器）的研发情况以及近期几个基于第二代高温超导线材的高温超导变压器项目,并指出随着高温超导线材的技术发展,限流变压器的研究值得关注。     

高温超导线材交流特性研究进展

本文简要概述了高温超导线材交流特性的研究进展，并对其实际应用和存在的技术问题进行了探讨。     

高温超导交流磁体气冷电流引线的优化设计和实验

通过研究交流超导磁体气冷电流引线两段式模型的优化设计,使得其向低温系统的漏热达到最小,并自行设计热测法实验装置进行了实验研究.结果表明在引线顶端温度为300 K、引线下端温度为77 K、引线传输电流为460 A的情况下,得到最佳引线直径为7.9 mm,与实验值8 mm符合.对交流电流引线的趋肤效应进行了分析和讨论.     

电网不对称故障下光伏逆变器预测控制方法

以光伏并网逆变器在电网不对称故障下的控制策略为研究对象,建立了并网逆变器在电网发生不对称故障时的数学模型,并对功率特性进行了分析,进而提出了电网不对称故障下基于模型预测电流控制的光伏并网逆变器控制策略,并在PSCAD/EMTDC平台上分别进行了以抑制有功功率波动为目标和抑制负序分量电流为目标的仿真实验。研究结果表明,模型预测电流控制方法能够使逆变器的输出电流迅速地跟随参考电流指令,具有良好的动稳态特性。在电网不对称故障下,不需要电网电流进行相序分解便可以实现对各序电流的有效控制,能够抑制三相电网电压不对称所引起的有功功率波动和负序电流,该方法控制算法简单,数字信号处理实现容易,在光伏逆变器的控制中具有工程价值。     

基于退役动力电池的家庭储能容量优化配置

将退役动力电池梯次利用于家庭智能用电系统的储能,可有效提升动力电池使用寿命,实现资源的高效利用。考虑到家用电动汽车的普及化,文章提出了一种家用电动汽车退役动力电池梯次利用于家庭储能的容量优化配置方案。从家庭常用负荷、家庭可调控负荷、梯次储能系统、电动汽车和家庭光伏等角度,建立了家庭能量系统模型;综合考虑梯次储能的投资成本,以用户用电投入最少为目标函数,以家庭能量系统中元件的运行条件为约束条件,构建了梯次储能容量优化模型;分析了基于改进粒子群算法和模糊控制算法的梯次储能容量优化步骤;结合算例,对所提模型和算法的可行性进行了验证。结果表明,与无储能的系统相比,梯次储能的优化配置可有效降低家庭日电费量,且效果显著。     

35kV冷绝缘高温超导电缆的雷电冲击特性研究

为了优化35kV冷绝缘高超导交流电缆的绝缘设计,研究了聚丙烯层压纸(PPLP)在液氮环境中的绝缘特性,得到了它在液氮环境中的交流耐压绝缘强度和雷电冲击绝缘强度。根据实验结果和35kV纸绝缘电缆的国家标准,设计了35kV冷绝缘高超导交流电缆主绝缘、应力锥的形状、样品的长度并且绕制了该电缆的试验样品。最后对电缆样品进行了雷电冲击试验,样品通过试验验证,表明电缆的设计完全符合国家标准要求。     

YBCO涂层导体工频下过电流失超特性

为了探索YBCO涂层导体在液氮温度77 K和50 Hz 工频下的电力应用，实验研究YBCO涂层导体在不同过流冲击条件下的失超特性。YBCO涂层导体与电阻并联，再与变压器串接，电流冲击由晶闸管控制导通和关断。当晶闸管开通后，超过临界电流10倍以上的工频脉冲电流通过YBCO涂层导体持续数十至数百毫秒，记录样品上的瞬态电压电流波形。实验结果表明，在第1个半周波内，基材电阻率大的样品具有明显的限流效果，而基材电阻率小的样品没有明显的限流作用。