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1.4超导磁储能(SMES)
超导磁储能技术主要原理是将电能以电磁能的形式储存在超导线圈中。超导磁储能具有功率密度高(10~100MW/kg),综合效率高(95%左右)和响应速度快(毫秒级)的优点[1−4,8]。
SMES已在美国、日本和欧洲等地得到初步应用,100MJ的SMES已投入试验运行。但目前世界上商业化生产的超导磁储能系统只有美国超导公司的D-SMES系统,储能容量为3MJ(折合约0.83kWh)。目前该装置已在美国Alliant Energy和Entergy等多处投入电网实际运行,主要用于电压稳定控制和电能质量调节[1]。
1.5超级电容器
超级电容器的储能原理与常规电容器一样,但其电荷层间距离缩小到0.5nm以下,加之采用特殊电极材料后使两电极表面积成万倍地增加,从而产
生了极大的电容量。
当前各种商业化生产的超级电容器单体储能容量较小,一般只有8~50kJ(折合约2~14Wh),而且单位容价格仍较为昂贵,在电力系统中多应用于高压变电站及开关站的电容储能式硅整流分合闸装置、大功率直流电机的启动支撑和动态电压恢复等超短放电时间、瞬时大功率的场合[1,9]。
1.6电池储能
电池储能亦称为电化学储能,目前各种主流储能电池技术参数如下表1所示。
铅酸电池技术成熟且成本较低,一直占据电力系统电池储能技术应用的主导地位,不过由于能量密度低以及循环寿命短等问题,目前已没有相关新增应用工程;镍镉电池的各项性能指标与铅酸电池接近,但因为有“记忆效应”和自放电现象,以及存在镉金属污染的问题,已被欧盟限制使用,不具备在电力系统推广应用的潜力;钠硫电池在最近20年发展迅猛,具有能量密度高、循环寿命长等优点、已在日本和美国有大量的实际工程应用[12−14]。液流电池在本世纪初逐步实现商业化生产,具有能够100%深度放电和可通过提高电解质的浓度实现增加电池容量等优点。但目前液流电池的能量密度较低,单位造价昂贵,制约了其大规模发展[15]。
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