国家电网高温超导储能系统电力技术取得阶段性突破

    日前，中国电力科学研究院历时两年时间自主研发的高温超导储能系统，在国家电网公司电力系统动模实验室成功实现了并网功率补偿。这标志着公司在高温超导储能系统电力应用技术领域取得了阶段性突破。

    实验的成功表明我国已自主掌握了第二代高温超导储能系统单元构造、集成、控制、保护和输配电工程实际应用等关键技术，其研究成果可为公司下一阶段开展超导电力应用技术的科研、试验示范运行、系统分析与评估奠定坚实的基础。

    高温超导储能系统是一种可实现电能——电能转换的储能系统，由于没有电阻损耗，功率输送时无需任何形式的能源转换，因此具有功率密度高、变换速度快的优点，在提高电网电能质量、供电可靠性和动态稳定性方面具有重要的作用。

    中国电科院研制的高温超导储能系统是我国首个应用第一代铋系和第二代钇钡铜氧混合高温超导体构造的千焦容量高温超导储能系统，在国际上率先基于钇钡铜氧涂层导体的强场下临界电流特性，实现对铋系高温超导储能单元的扩容。因为采用更加实用化的电压型功率变换系统，实现高温超导储能系统与电网的能量交换，从而简化了控制方法，有利于超导储能单元安全可靠并网运行。此外，通过集成监控系统、失超保护系统、功率变换系统和低温制冷系统，混合高温超导储能单元可在过冷液氮温度下，圆满实现在电力系统动模环境下的并网运行，并在模拟电力系统发生动态功率波动后的毫秒级时间内，快速放电释能，成功实现对系统功率波动的跟踪和实时补偿。

    中国电科院电工与新材料所（超导电力研究所）根据研究重点，开展了两个阶段的研究。在第一阶段高温超导储能系统关键技术研究中，研发人员从无到有，自主掌握了高温超导储能单元扩容设计、功率变换系统研究、监测控制系统软硬件开发、系统综合性能测试、动态仿真模拟和SMES应用技术分析等技术难点。在第二阶段高温超导储能系统集成共性技术研究中，研发人员又基于所掌握的关键技术，自主设计和构造了集储能单元、功率变换系统和在线监控保护单元于一体的超导储能系统，经过多次实验运行调试，最终完成了系统最佳控制和保护参数设计，达到了并网试验运行的要求。■