超导电力装置研究的进展

简要介绍了超导电力装置的基本应用特性,重点介绍了高温超导电力电缆、超导限流器、超导磁储能装置的应用优势,讨论了超导电力装置的待研问题。     

超导电力装置规模化应用中的基础性理论和技术课题

超导装置在电力系统中的有效应用可以大幅度提高输配电线路的输送容量,改善电能的质量,降低电网的损耗,减少电力设备占地和环境污染。国内外研究单位开展了大量的研究开发工作,研制出各类超导电力装置并挂网示范运行。本文在现有超导电力装置研究的基础上,分析超导装置引入电力系统后带来的一系列基础理论和技术问题,分别从装置层面、运行层面及系统层面具体分析并概要性地总结研究思路,以解决超导装置与电力系统的相互配合问题,促进超导装置在电力系统中的工程化应用的进程。     

超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测

充分利用国内各种优势资源开展超导电力技术的研究与开发,对于提高我国电力设备行业在国际市场上的竞争力及电力系统的技术经济性能均有重大的意义。基于对国内外超导电力技术及超导电力装置的充分调研,概括了超导电力技术的研究现状,归纳了超导电力技术中的关键课题,即超导电力装置;超导电力系统的协调运行与系统理论研究;超导电力系统中的在线监测与控制策略;超导电力相关学科的基础研究。指出了未来超导电力装置的研究重点,并给出了具有代表性的超导电力装置的试验、检测内容和性能检测方法,迈出了超导电力装置性能检测方法与规程研究的第一步。     

超导技术在能源和电工领域应用的研究现状 (下)

七、超导电感储能在超导态时超导电感线圈的电阻为零,线圈中储存的能量就可以长期无损耗的保存下去。利用超导电感储能装置,平时可以将电能储藏起来,在需要时可以以脉冲方式很快释放出来,也可以平稳地逐步释放出来。超导电感储能装置可以用于核物理实验、受控热核反应和激光装置等作为脉冲电源。大型超导储能装置可以在电力系统中用作负荷调平和提高电力系统的稳定性。     

考虑电网输电能力改善的超导储能装置优化选址定容

超导储能装置接入电网后,能够改善网络潮流分布、优化系统运行、有效提高电网输电能力。首先分析了超导储能装置功率输出特性,在建立计及超导储能装置接入的电网最大输电能力计算模型基础上,综合考虑超导储能装置的投资费用及其接入电网所带来的输电能力提高对应的折现收益;然后以接入超导储能装置后系统净收益最大为目标函数,通过遗传算法求解得到超导储能装置的优化安装地点和容量,并进一步提出了基于灵敏度分析的SMES优化配置方法,以压缩搜索空间,提高模型求解效率;最后通过IEEE30节点系统仿真计算,验证了所提方法的有效性。     

超导电力装置及发展状况

超导技术在电力领域的应用研究已经受到了广泛关注。目前已有超导故障限流器、超导磁储能装置、超导变压器、超导电动机和超导电缆研制成功并投入示范性运行。本文总结了超导技术在电力应用方面的研究进展,并对其发展前景进行了简要分析和展望。     

超导电感贮能

本文论述了超导电感贮能装置的原理,结构及其应用。特别对电力系统中应用的超导电感贮能装置对电力系统负荷调平,提高电力系统运行的经济性和改善电力系统的稳定性进行了详细讨论。文章对超导电感贮能装置的结构和设计特点进行了介绍。     

超导储能装置变流器控制策略的分析

随着高温超导材料的发现以及电力电子技术的快速发展，超导储能（SMES）装置在电力系统中的应用越来越广泛，超导储能装置的核心问题是对变流器的控制，为此详细地介绍了超导储能装置中变流器控制策略的原理及特点，并对各种控制策略进行了分析。     

高温超导体新材料在发电设备上的应用

论述了高温超导体材料的性能、优点及其在超导发电机、超导飞轮蓄能发电装置、超导电磁蓄能发电系统中的应用     

超导储能装置提高风电场暂态稳定性的研究

对风电场安装使用超导磁储能装置增强风电场暂态稳定性进行了研究。在建立超导磁储能装置模型的基础上,提出了改善并网风电场暂态稳定性的超导磁储能装置控制策略,采用以网侧电压定向的矢量控制方案并通过附加前馈项实现其输出有功功率、无功功率的解耦控制。在电力系统分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了超导磁储能装置及其控制的仿真模型,基于实际电网及风电场的仿真结果验证了所建模型的正确性、控制策略的可行性。简要介绍了超导磁储能装置在并网风力发电系统的应用前景。     

超导储能装置提高风电场暂态稳定性的研究

对风电场安装使用超导磁储能装置增强风电场暂态稳定性进行了研究.在建立超导磁储能装置模型的基础上,提出了改善并网风电场暂态稳定性的超导磁储能装置控制策略,采用以网侧电压定向的矢量控制方案并通过附加前馈项实现其输出有功功率、无功功率的解耦控制.在电力系统分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了超导磁储能装置及其控制的仿真模型,基于实际电网及风电场的仿真结果验证了所建模型的正确性、控制策略的可行性.简要介绍了超导磁储能装置在并网风力发电系统的应用前景.     

我国低温系列超导电缆的应用

低温系列超导电缆是超导磁体系统的重要组成部分,其超导磁体线圈均采用CICC(Cable-In-Conduit Conductors管装电缆导体)或卢瑟福电缆等绕制而成。目前,ITER(International Thermo nuclear Experimental Reactor)装置、强磁场、加速器等大科学装置所采用的超导电缆都使用Nb Ti和Nb3Sn低温超导材料。我国通过自主研发,已掌握了低温系列超导电缆的关键技术。讨论了超导电缆的基本绞制参数,介绍了低温超导电缆的种类以及低温超导电缆的国内发展状况与应用。     

高温超导体的开发及其在发电设备上的应用

本文简要论述高温超导新材料的性能、优点及其在超导发电机、超导飞轮蓄以发电装置、超导电磁蓄能发电系统中的应用。     

用铌钛合金制成的超导电力储存装置

日本关西电力公司制造了一台大型的超导电力储存装置,储存能力按电能计为2.5MJ。 这台超导电力储存装置,超导材料使用铌钛合     

超导线绝缘的选择和试用经验

前言某些材料在低温下的电阻率等于零,称为超导材料。在六十年代中制成了铌锆(NbZr)、铌钛(NbTi)和铌三锡(Nb_3Sn)等实用超导线以后,超导应用的研究得到很快地发展。现在超导装置已应用于磁流体发电装置核聚变实验、高能物理实验,超导电机和磁浮列车等方面。我国冶金部门已经研制成功多种规格的超导线,有几种超导线、如铌钛多丝扭绞复合超导线的性能达到或接近世界     

超导装置失超实验电流控制器的研制

对超导材料失超特性研究是超导电力科学技术中的重要基础课题。针对超导装置失超实验要求,研制出以数字信号处理器(DSP)为核心、以大功率晶闸管为主功率元件的新型失超实验电流控制器。该系统没有复杂的外围逻辑电路,充分发挥了DSP速度快、计算能力强的特点,它为超导实验实现小型化、数字化提供了一个很好的平台,并已成功地应用于超导装置失超实验中。     

配电系统中超导限流器与继电保护的配合研究

超导限流器在故障状态下具有检测和限制短路故障电流快速增长的功能,是解决短路故障电流超标问题的重要措施。分析了混合型超导限流器的运行特性,超导限流器的动作过程、恢复过程和装置参数对配电系统继电保护动作特性的影响,建立了混合型超导限流器的仿真模型,并开展了系统性的仿真试验研究。仿真结果表明,超导限流器的接入将影响继电保护装置的动作整定值和动作时限,研究结果为继电保护的整定提供了方法与理论依据。     

超导磁储能装置在风电系统控制中的应用

超导磁储能装置(SMES)是将超导技术、电力电子技术、控制理论和能量管理技术相结合的一种新型储能装置。在实时补偿系统中,由于各种原因会产生不平衡功率,SMES从这一新的角度出发考虑提高电力系统稳定性的问题。理论研究表明,SMES是一种提高电力系统稳定性的非常有效的新措施。为促使这一理论的广泛应用,同时进一步提高SMES的可靠性,研究将超导磁储能装置应用于风电场,以稳定系统输出;在此基础上,对风电场中超导磁储能装置的信号选取和控制策略等关键技术进行研究,阐述了未来的发展趋势。     

超导储能系统改善并网风电场出力的仿真研究

为了研究超导储能系统在改善并网风电场出力的作用,利用PSCAD仿真软件搭建了风电场模型、超导储能模型和4机12节点电力系统多机模型。研究了在多机模型下3种风速变化,以及在短路情况下,超导储能装置在并网风电场中所起的作用。结果表明,超导储能装置可以很好地抑制风电场的出力波动,从而使整个系统在多机、短路等情况下能更为稳定地运行。     

超导技术在智能电网中的应用

本文阐述了超导技术的发展,通过超导技术在智能电网中的应用,分析超导电缆和超导储能装置技术在这两个领域的作用及与传统方式的比较,得出超导技术所带来的革命性的进步,并分析超导技术发展所面临的一些难题。