【正文】 Pressure Regulation Valve (For Salt Geology) The CAES plant design and technology presented above is described in . Patent Numbers 7389644 and 4872307, invented by Dr. Michael Nakhamkin, Chief Technology Officer, Energy Storage and Power LLC. Use of this technology may require a license. Heat Rate Energy Ratio 3810 27 壓縮空氣儲(chǔ)能 ?美國第一座壓縮空氣儲(chǔ)能電廠 Alabama Electric Cooperative McIntosh Plant (110MW – 26 Hr) ?于 1991年 5月 31日午夜開始商業(yè)運(yùn)行 ?主要用于調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用等 AEC McIntosh Site: CAES Plant On Right and Two Combustion Turbines On Left 28 電磁儲(chǔ)能 ——超導(dǎo)儲(chǔ)能（ SEMS） ? 概念誕生于 70年代初石油危機(jī)時(shí)期，目的是調(diào)節(jié)日負(fù)荷曲線 ,節(jié)約能源。 ? 5000MWh 超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈 ,螺線管結(jié)構(gòu) d約為 1千米 ? 90年代后，電力工業(yè)市場化的發(fā)展＋用戶對(duì)電能質(zhì)量要求的提高 ,迫切需要有效管理高度互聯(lián)網(wǎng)的電力傳輸及分配系統(tǒng)的新技術(shù)。 ? 既可用于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，又可用于改善用戶的電能質(zhì)量。 29 可控 AC/DC變流器 交流電網(wǎng) 低溫容器 超導(dǎo)線圈 電流引線 SMES系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖 SMES基本原理 30 SMES的基本原理 31 150kVA/ 32 SEMS優(yōu)缺點(diǎn) ? SMES向電網(wǎng)吸收和釋放能量都是直接的，它不僅具有很高的效率，而且還能非常迅速地與電網(wǎng)進(jìn)行能量交換，其轉(zhuǎn)換效率超過 90％、響應(yīng)速度一般為ms數(shù)量級(jí)。 SMES裝置還具有重復(fù)率高、無環(huán)境污染以及安全可靠等特點(diǎn)。 ? 制約超導(dǎo)儲(chǔ)能大規(guī)模應(yīng)用的主要因素仍是超導(dǎo)材料的性能和價(jià)格 33 電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù) ? 超級(jí)電容儲(chǔ)能 ? 容量大、功率密度高、充放電速度快、使用壽命長、受環(huán)境溫度影響小等特點(diǎn)， ? 耐壓能力仍有待進(jìn)一步提高，造價(jià)高 ? 鈉硫電池 ? 以金屬鈉和多硫化鈉為負(fù)極和正極的二次電池 , 其理論比能量高達(dá) 760Wh/Kg，且沒有自放電現(xiàn)象 , 放電效率幾乎可達(dá) 100%，系統(tǒng)效率可達(dá) 80%。鈉硫電池的基本單元為單體電池 , 將數(shù)百個(gè)單體電池組合后形成模塊，功率可達(dá)到數(shù)十千瓦，同時(shí)也有利于制造、運(yùn)輸和安裝。目前在日本及北美已有 100余座鈉硫電池儲(chǔ)能電站在運(yùn)行中，是各種二次電池中最成熟也是最具潛力的技術(shù)。 ? 液流電池 ? 液流電池電化學(xué)極化小，能夠 100%深度放電，儲(chǔ)存壽命長，可以通過增加電解液的量或提高電解質(zhì)的濃度達(dá)到增加電池容量的目的。由于液流電池電池組和電解液儲(chǔ)液罐可以分開放置 , 因而可以因地制宜安排相對(duì)位置，并可根據(jù)設(shè)置場所的情況自由設(shè)計(jì)儲(chǔ)藏形式及隨意選擇形狀。 34 相變儲(chǔ)能 ? 相變儲(chǔ)能是利用某些物質(zhì)在其物相變化過程中，可以與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換的性質(zhì)達(dá)到能量轉(zhuǎn)換與控制的目的。 ? 相變儲(chǔ)能的使用可作為電力調(diào)峰的重要手段之一，使用相變材料的蓄能空調(diào)技術(shù)已經(jīng)成為國際上普遍使用的調(diào)峰填谷的技術(shù)。 ? 基于冰相變儲(chǔ)能的調(diào)峰手段每千瓦投資僅為 1200元，遠(yuǎn)小于抽水蓄能、安裝燃?xì)廨啓C(jī)等調(diào)峰手段。 ? 通過相變儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)峰僅需一次性投資，運(yùn)行費(fèi)用極低，且不受地形地勢的限制，具備大規(guī)模應(yīng)用的潛力。 35 儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)及其適用范圍 36 儲(chǔ)能技術(shù) Flow Batteries: Zn/Cl ZnAir ZrBr VRB PSB Novel Systems NaS Battery LiIon Battery NiCd NiMH High Power Fly Wheels SMES High Power Super Caps 1 kW 10 kW 100 kW 1 MW 10 MW 100 MW 1 GW Lead Acid Battery High Energy Super Caps ZEBRA Battery 功率大小 Discharge Time at Rated Power Seconds Minutes Hours UPS Grid Support Energy Management Power Quality Load Shifting Bridging Power Bulk Power Mgt Pumped Hydro CAES Advanced Lead Acid Battery MetalAir Batteries Nanocap hybrids? 37 先進(jìn)輸配電技術(shù) ? 特高壓輸電 ? 輸電容量大、送電距離長、線路損耗低、工程投資省、土地利用效率高和聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng) ? 2021年 1月 16日，晉東南到湖北荊門的 1000千伏交流特高壓輸電線路建成投入運(yùn)行 ? 目前尚有不同聲音 38 高溫超導(dǎo)輸電技術(shù) ? 美國 2021年美國底特律市 3 相 /130 m /24 kV /2. 4 kA 的超導(dǎo)電纜掛網(wǎng)運(yùn)行 ? 丹麥 2021年 5月 30 m /30kV /2 kA高溫超導(dǎo)電纜掛網(wǎng)運(yùn)行 ? 中國 2021年 4月昆明普吉變電站 （世界第三條高溫超導(dǎo)電纜） ? 2021年底 , 75m /10. 5 kV /1. 5 kA三相交流高溫超導(dǎo)電纜在甘肅掛網(wǎng)運(yùn)行 ? 與常規(guī)電纜相比 , 超導(dǎo)電纜單位長度的電阻要小 4～ 5個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)際運(yùn)行的超導(dǎo)電纜電阻主要來自于電纜終端和接頭。整個(gè)超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的損耗中 , 漏熱性質(zhì)的損耗所占的比重較大 , 其中 , 制冷系統(tǒng)和終端的損耗又占了很大的一部分。 39 NbTi超導(dǎo)線截面圖 40 超導(dǎo)體的冷卻方式 低溫超導(dǎo)體 液氦（ Liquid Helium, ） 超流氦（ Superliquid Helium, ） 高溫超導(dǎo)體 液氮（ Liquid Nitrogen, 77K） 制冷機(jī)直接傳導(dǎo)冷卻 （ Conduction Cooling by Cryocoolers) GM cryocooler 41 液氦冷卻的超導(dǎo)磁體 傳熱方式： 對(duì)流 傳導(dǎo) 輻射 42 制冷機(jī)直接傳導(dǎo)冷卻的超導(dǎo)磁體 43 先進(jìn)二次側(cè)技術(shù) ? 先進(jìn)數(shù)據(jù)采集技術(shù) ? AMI ? 集成通信網(wǎng)絡(luò) 44 當(dāng)前狀態(tài) 24秒掃描速率 功率、電壓、電流、斷路器狀態(tài) 數(shù)據(jù)主要來源于變電站 2345761891011121314151617電網(wǎng)僅部分可見 45 智能電網(wǎng)狀態(tài) 750 +282j 250 +84j 100 +62j 20 + 8j 276 + 120j 130 + 8j 300 + 100j 750 + 262j 440 + 200j 120 + 11j 350 + 150j 227 + 420j 704 + 308j 2 3 4 5 7 6 1 8 9 10 11 12 13 14