【正文】 有較高的儲(chǔ)能效率（約 89%），同時(shí)還具有輸出脈沖功率的能力，輸出的脈沖可在 30s 內(nèi)達(dá)到連續(xù)額定功率值的六倍，這一特性使 NaS 電池可以同時(shí)用于電能質(zhì)量調(diào)節(jié)和負(fù)荷的削峰填谷調(diào)節(jié)兩種目的，從而提高整體設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性 [16]。被認(rèn)為是太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電裝置配套儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)汽車供電、應(yīng)急電源系統(tǒng)、電站儲(chǔ)能調(diào)峰、再生能源并網(wǎng)發(fā)電、城市電網(wǎng)儲(chǔ) 9 能、遠(yuǎn)程供電、 UPS 系統(tǒng)等領(lǐng)域的優(yōu)先選擇。電池正負(fù)電極之間以離子交換膜分隔成彼此相互獨(dú)立的兩室，通常情況下 VRB 正極活性電對(duì)為 VO2+/VO2+，負(fù)極為 V2+/V3+,電極上所發(fā)生的電池總反應(yīng)如下： VO2++H2O+V3+錯(cuò)誤 !未找到引用源。 飛輪儲(chǔ)能的 特點(diǎn)： 飛輪儲(chǔ)能具有效率高、建設(shè)周期短、壽命長(zhǎng)、高儲(chǔ)能、充放電快捷、充放電次數(shù)無(wú)限以及無(wú)污染等有點(diǎn)?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展為解決飛輪電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)問(wèn)題以及能量的轉(zhuǎn)換和傳遞問(wèn)題創(chuàng)造了條件。逆變器 B負(fù)責(zé)將整流器輸出側(cè)的直流電能轉(zhuǎn)換成電壓和頻率可變的三相交流電驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng) /發(fā)電機(jī)；逆變器 A負(fù)責(zé)將直流電能轉(zhuǎn)換為頻率50Hz、電壓和相位分別可調(diào)的三相交流電，經(jīng)變壓器與電網(wǎng)相聯(lián)。軸承采用永磁吸力和油浮軸承組成準(zhǔn)磁浮混合軸承系統(tǒng)，飛輪重量的 90%被永磁鐵 的吸力卸載，從而減小了油浮軸承的摩擦力 [24]。在充電時(shí) ,它作為電動(dòng)機(jī)給飛輪加速 。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，這樣的大型聯(lián)合電力系統(tǒng)很容易發(fā)生弱阻尼低頻機(jī)電振蕩穩(wěn)定問(wèn)題，其振蕩頻率分布在 — 之間，如果在系統(tǒng)振蕩上沒(méi)有合適的阻尼，振蕩可能持續(xù)幾分鐘并發(fā)展直到系統(tǒng)解列。如圖 所示。 PSS 必須通過(guò)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置才能使用，其使用地點(diǎn)有時(shí)會(huì)受到限制，而且， PSS 的參數(shù)整定與需要補(bǔ)償?shù)南辔挥嘘P(guān)，而這常常是因系統(tǒng)而異的，這些缺點(diǎn)也會(huì)在一定程度上限制它的靈活使用。 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能裝置（ SMES）是將超導(dǎo)技術(shù)、電力電子技術(shù)、控制理論和能量管理技術(shù)相結(jié)合的一種新型儲(chǔ)能裝置 [26]。功率變換／調(diào)節(jié)系統(tǒng) 將 SMES 單元與交流電力系統(tǒng)相連接，并且可以根據(jù)電力系統(tǒng)的需要對(duì)儲(chǔ)能線圈進(jìn)行充放電 [27]。已有的研究結(jié)果表明，對(duì)輸配電應(yīng)用而言，微型（﹤ 將超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（ Superconducting Magic Energy Storage， SMES）用于風(fēng)電系統(tǒng)，配以恰當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng)，從而改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出穩(wěn)定問(wèn)題和與電網(wǎng)并網(wǎng)優(yōu)化配合的問(wèn)題，是一種理想的提高風(fēng)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和解決系統(tǒng)穩(wěn)定性的手段 [28]。冷卻裝置保證了超導(dǎo)線圈的工作環(huán)境。當(dāng)風(fēng)速一定時(shí)， SMES處于限制狀態(tài)，風(fēng)電場(chǎng)輸入的機(jī)械功率與輸出的電功率相等，處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。將 SMES用于風(fēng)電系統(tǒng)，可以提高風(fēng)電場(chǎng)的穩(wěn)定性，平滑功率輸出，降低風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊利用 SMES對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定控制，從本質(zhì)上提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？刂葡到y(tǒng)的任務(wù)是由系統(tǒng)提取信息，根據(jù)系統(tǒng)需要控制 SMES 的功率輸出。 電 壓 穩(wěn) 定 控 制阻 尼 功 率 震 蕩秒 級(jí) 功 率 備 用暫 態(tài) 控 制 系 統(tǒng)電 流 控 制觸 發(fā) 電 路電 壓 控 制VPIfP S E TQ S E T上 層 控 制下 層 控 制G 1 G 8 的 觸 發(fā) 脈 沖 圖 SEMS控制系統(tǒng) 超級(jí)電容器儲(chǔ)能（ Super Capacitor Storage, SCS） 電容是電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種設(shè)備。其主要特點(diǎn)表現(xiàn)在：比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、免維護(hù)、綠色環(huán)保。 () 所以通過(guò)測(cè)量的電壓很容易計(jì)算超級(jí)電容器的存儲(chǔ)能量。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 38所示 [32]。為使系統(tǒng)在控制器關(guān)斷后能重新工作，設(shè)置手動(dòng)開(kāi)關(guān) K K2作為充電電路和控制器的接通開(kāi) 16 關(guān)。 壓縮空氣儲(chǔ)能（ Compressed Air Energy Storage, CAES） 壓縮空氣儲(chǔ)能不是像電池儲(chǔ)能那樣的簡(jiǎn)單儲(chǔ)能系統(tǒng)，它是一種調(diào)峰用燃?xì)饧鞍l(fā)電廠，對(duì)于同樣的電力輸出，它所消耗的燃?xì)庖瘸Ｒ?guī)燃?xì)廨啓C(jī)少 40%。 第一個(gè)投入商用運(yùn)行的 CAES 是 1978 年建于德國(guó) Hundorf 的一臺(tái) 290MW機(jī)組。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電量不足時(shí)，將壓縮空氣經(jīng)換熱器與油或天然氣混合燃燒，導(dǎo)入燃?xì)廨啓C(jī)做功發(fā)電，滿足系統(tǒng)調(diào)峰需要。因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，壓比高達(dá) 70 倍以上， 最大溫度高達(dá) 1000K 以上，這對(duì)于存儲(chǔ)空間來(lái)說(shuō)是不可接受的，因此必須把進(jìn)入存儲(chǔ)空間之前的高壓、高溫氣體降溫，所釋放熱量可以被熱能存儲(chǔ)設(shè)備保存起來(lái)，在利用壓縮空氣發(fā)電時(shí)用來(lái)加熱壓縮空氣。 18 T1TT0T32 = 41 = 5S 圖 CAES 的氣體 TS 圖 壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用前景 6 月 29 日，美國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)公司 Sustain X 在其網(wǎng)站上發(fā)布消息，對(duì)外宣布又獲得兩項(xiàng)美國(guó)專利。 據(jù) Sustain X 公司副總裁、聯(lián)合創(chuàng)始人 Dax Kepshire 介紹，若將 Sustain X 新專利儲(chǔ)能系統(tǒng)配備到常規(guī)火電站，將使其兼具調(diào)峰電站的作用，并且比天然氣調(diào)峰電站成本更低。此次的新專利是將熱量來(lái)源擴(kuò)展到其他渠道，如常規(guī)發(fā)電站等。 另一項(xiàng)新專利 是一個(gè)控制系統(tǒng)，可使 Sustain X 系統(tǒng)的水壓動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)保持在恒定的動(dòng)力?，F(xiàn)代壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的解決方法是用地面儲(chǔ)氣罐取代溶洞。活塞的使用也為 Sustain X 帶來(lái) 了更多創(chuàng)新的可能。而 Sustain X 的恒溫壓縮空氣專利技術(shù)大大降低了這種熱損失。除了能大大降低運(yùn)行成本，該方法使得很多油氣資源不豐富的國(guó)家也能使用該技術(shù)。 全世界只有兩臺(tái)運(yùn)行 的壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，一臺(tái)在美國(guó)，一臺(tái)在德國(guó)，共440 兆瓦，還有兩個(gè)工程正在美國(guó)建設(shè)。 根據(jù) 2021 年的數(shù)據(jù)，抽水蓄能在國(guó)際儲(chǔ)能市場(chǎng)中容量最大，占總裝機(jī)容量的 99%；排名第二的是壓縮空氣儲(chǔ)能，占 %；剩下包括各 種電池在內(nèi)的所有其他形式占 %。 實(shí)際上，為了輸出西北豐富的風(fēng)能資源，我國(guó)一直迫切需要配備大規(guī)模的儲(chǔ)能 裝置。陳海生更是直言不諱：如果固有的 “硬傷 ”無(wú)法克服，壓縮空氣儲(chǔ)能在中國(guó)只有死路一條。有報(bào)道稱，這是目前唯一一項(xiàng)可應(yīng)用的收集低品味熱能發(fā)電的儲(chǔ)能方式。其次，技術(shù)成熟，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。 目前國(guó)際上已有兩座長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，分別位于德國(guó)和美國(guó)。該壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)將能夠在 2300 兆瓦范圍內(nèi)工作，從而使風(fēng)電場(chǎng)在無(wú)風(fēng)狀態(tài)下仍能正常工作。 基于燃?xì)廨啓C(jī)的特性導(dǎo)致壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在我國(guó)難以推廣，主要有三大制約因素。一個(gè)100 兆瓦的儲(chǔ)能電站需要 10 萬(wàn)立方米的儲(chǔ)氣裝置。美國(guó)就是由于天然的鹽湖特別多，而且分布均勻，因此壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)展最好。目前，國(guó)內(nèi)第一個(gè)兆瓦級(jí)示范裝置剛剛在工程熱物理所開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì) 3 年建成。哪怕多花幾年的時(shí)間，也一定要掌握核心技術(shù)，不能總是落后。由于液態(tài)空氣的密度遠(yuǎn)大于氣態(tài)空氣的密度，該系統(tǒng)不需要大型儲(chǔ)氣室。目前， 15 千瓦超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已基本建成， 兆瓦示范系統(tǒng)開(kāi)始建設(shè)。具體到壓縮空 氣儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)，其效率一般不高于 75%。另外，將儲(chǔ)能技術(shù)用于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，電能存儲(chǔ)和釋放的速度將對(duì)控制性能起決定作用。 （ 4）市場(chǎng)化條件利用儲(chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)能量管理的理論和方法。也正因?yàn)槿绱?，目前世界各?guó)，特別是發(fā)達(dá)的國(guó)家，都在積極開(kāi)展這方面的研究，并將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)的實(shí)際。這也讓我明白了一個(gè)道理 :前途是光明的，道路是曲折的，只有靠自己頑強(qiáng)拼搏的精神和堅(jiān)持不懈的努力才能夠到達(dá)成功的彼岸。感謝師兄們對(duì)我的論文的幫助，把他們的經(jīng)驗(yàn)交給我。在這里再次真誠(chéng)地對(duì)所有關(guān)心我、幫助我、鼓勵(lì)我的老師、同學(xué)、朋友、家人道聲 :“謝謝 !” 我珍惜出現(xiàn)在我生命中的每個(gè)人！最后要感謝這個(gè)世界，感謝我生活這個(gè)國(guó)家！ 26 參考文獻(xiàn) [1] 唐寶生 .倫 敦南部地區(qū)大停電及其教訓(xùn) [J]．電網(wǎng)技術(shù)， 2021， 27(11):15． [2] 周孝信 .研究開(kāi)發(fā)面向 21 世紀(jì)的電力系統(tǒng)技術(shù) [J].電網(wǎng)技術(shù) .1997, 11(12):120140. 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