电磁暂态分析软件包PSCAD/EMTDC

ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ ３．０是由加拿大Ｍａｎｉｔｏｂａ 大学高压直流输电研究中心在１９９９年新推出的电力系统分析软件包。

超导电力技术

超导技术在电力领域的应用研究已受到广泛关注。一些示范样机,诸如超导输电电缆、变压器、故障电流限制器、电机和储能装置已经研制成功并投入示范性试验。本文综述了超导技术在电力应用方面的研究进展,并对今后的发展前景进行了简要分析。

我国超导技术研究进展及展望

超导技术是近40年发展起来的高技术,它在电工、交通、医疗、工业、国防和科学实验等高科技领域都有着重要的现实意义和巨大的发展前景。许多科学家认为超导技术将是21世纪具有经济战略意义的高新技术,是本世纪高新技术发展的一个重要方向。我国自20世纪60年代末即开始超导技术的研究,经30多年的努力,在超导磁体技术及其应用、超导材料研究、超导电子学以及超导基础研究方面都取得很大成绩。本文概括介绍我国在超导技术各方面的研究进展并对今后发展前景进行简要分析。

制冷机直接冷却的超导磁体系统进展

与液氦浸泡冷却相比，制冷机直接冷却的超导磁体系统具有安全性好与操作维护方便等许多优点，特别是近年来在高温超导体和气体制冷机的研究方面出现了突破，大大加速了制冷机冷却技术的发展，得到了日益广泛的应用。

氧化物超导材料在低温强场下的应用

本文综述介绍氧化物超导材料在低温下的性能。实验证明,在4.2K下当磁场达20T时其电流密度可达10~5A/cm^2水平,而且几乎不随磁场的增加而减小。这结果表明,氧化物超导材料很可能是有发展前途的强场材料。

超导技术电力应用研究的进展与前景

超导技术电力应用研究的进展与前景ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｔｓＰｒｏｓｐｅｃｔｓ林良真（中国科学院电工研究所，研究员北京１０００８０）超导技术是...

我国超导技术应用研究进展

本文概况介绍近年来我国低温超导磁体应用研究和高温超导技术研究现状与进展。

高温超导强电应用技术开始步入实用阶段

高温超导强电应用技术的发展有赖于实用高温超导材料制备技术的重大突破。随着最近几年来实用高温超导材料的研制取得重大的进展 ,高温超导强电应用已经成为现实 ,预期将在 2 0 1 0- 2 0 2 0年左右出现大规模的应用 ,并将对人类社会产生积极而深远的影响。因此 ,下一个十年将是全球高温超导技术竞争最关键的十年。本文将简要介绍高温超导强电应用研究的现状和应用前景。

高温超导输电电缆的现状与发展

超导输电电缆具有截流能力大、损耗低和体积小的优点,是解决大容量、低损耗输电的一个重要途径。文章概括介绍了高温超导电缆的结构、电缆的损耗、低温冷却系统,以及中国科学院电工研究所等单位研制的75 m长高温超导电缆。文中还简要提出了高温超导电缆的应用领域和前景。

17T 钬芯 NbTi-Nb_3Sn 超导磁体系统

本文主要介绍 NbTi—Nb_3Sn 高场超导磁体的设计、研制与实验,这个磁体由一个 NbTi 线圈和两个 Nb_3Sn 线圈组成,在4.2K 下,磁体最高中心场达14.42T,贮能为260KJ,是目前我国自行研制的最高场强的实用磁体。为了进一步提高这个 NbTi—Nb_3Sn 磁体的磁场。我们在磁体孔径中插入一对低纯度的钬芯,钬芯直径为25mm,间距为6.5mm。在4.2K 下,磁体的中心磁场提高达17T。

电力应用中的高温超导

近年来高温超导材料研究已取得了很大进展，特别是Bi系高温超导材料已从实验室走向实用阶段。目前，Bi系带材长度可达千料，平均工程电流密度达14000A/cm^2(OT,77K)。美国、日本、欧洲和我国都已开展高温超导电力应用研究。该文介绍了超导故障电流限制器、高温超导输出电缆、高温超导变压器、高温超导储能系统、高温超导电机和高温超导磁体在各国的研制动态；同时文章就超导电力应用的前景和问题作了阐述。

二极管在HERA超导磁体失超保护中的应用

本文介绍二极管在HERA质子环超导磁体失超保护中的应用。二极管与超导磁体并联,在磁体失超时它将分流磁体电流以保护超导磁体,二极管装置安装在磁体低温容器中并在液氦温度下运行。总共有246个四极磁体的二极管装置和465个二极磁体的二极管装置在液氦温度下进行过试验。本文还将介绍对失超保护用二极管的技术要求,二极管装置的装配与试验以及磁体失超时二极管的保护效果。实验表明,二极管作为HERA超导磁体失超保护是可靠和令人满意的。

75m三相交流高温超导电缆的研制

成功研制的75m长10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆是目前世界上少数几组并入实际电网试验运行的三相交流高温超导电缆之一。超导电缆芯采用均流方法设计,在自主开发的专用绕线机上绕制;低温杜瓦管采用柔性波纹管和真空绝热结构;电缆的绝缘设计和加工实现了与常规电缆电绝缘工艺的兼容;低温制冷系统采用减压降温方式;在线监测系统采用光-电转换技术实现高电压隔离。该超导电缆的交流载流能力大于3500A,自2004年12月起,已累计在配电网中运行达7000h。

铋系高温超导体的应用研究进展

系统地概述了铋系高温超导带材及其交流损耗，以及其电力应用。

630kVA三相高温超导变压器的研制和并网试验

研发了630kVA、10.5kV/0.4kV三相交流高温超导变压器,并成功进行了并网试验运行。该变压器导线采用多芯Bi2223/Ag不锈钢加强高温超导带材;高压绕组采用多层圆筒式结构,层间置有绝缘和冷却通道;低压绕组采用并联饼式结构。铁心采用非晶合金材料,为三相五柱式结构。绕组置于环形带有室温孔径的玻璃钢低温杜瓦中,以保证铁心处于室温环境。超导线的绝缘利用自主开发的包扎机以聚酰亚胺薄膜采用双半叠包工艺进行绝缘包扎。经过对该变压器进行基本性能测试,满足并网试验运行要求。

中国广域范围内大规模太阳能和风能各时间尺度下的时空互补特性研究

中国的风能和太阳能等可再生能源资源非常丰富。大规模具有波动性的电源接入电网将会给电网的安全稳定运行带来挑战。但是合理利用广域范围内风能和太阳能等资源的时空互补性可以有效降低其输出功率波动。基于中国气象局提供的大量气象站点实测小时级别风速和太阳辐射强度数据,分析和研究了不同组合场景下广域范围内的风电和太阳能资源之间的时空互补性。研究表明在不同时间尺度下(月,日,小时)中国大陆北部和东部沿海广域范围内风能和太阳能资源具有良好时空互补性,其中日时间尺度下互补性最强。同时,在各时间尺度下这两种可再生能源装机容量存在着使其时空互补性最强的组合比例。再者,分散区域越大,风电所占比重越大的组合场景小时时间尺度的时空互补性越强。

超导限流储能系统的原理与有源限流仿真

基于限流集成原理与储能集成原理,共用一个超导磁体,将桥路型超导故障限流器(BSFCL)与超导储能系统(SMES)集成于一体,构成了超导限流储能系统(SFCL-MES)。该系统解决了桥路型故障限流器不能限制故障电流稳态值以及超导储能在系统故障时的补偿容量过大的问题。所提出的SFCL-MES既可以限制故障电流峰值和稳态值,也可以补偿系统电压,提高了超导磁体的利用率。文中分析了SFCL-MES的有源限流的原理,给出了它的有源限流等效模型。在此基础上,提出了SFCL-MES的有源限流的2种实现方法:有源电阻限流和有源电压限流。在PSIM上对SFCL-MES有源限流的各种方式进行了仿真。仿真结果验证了它的可行性。

未来电网—多层次直流环形电网与“云电力”

化石能源的日益枯竭和环境压力的日益增加,将促使人类从传统能源向以可再生能源为主的清洁能源过渡。可再生能源资源及电力负荷的空间分布特点,决定了未来电网将呈现大电网与分布式电网平行发展的格局;同时,由于可再生能源具有不稳定性的特征,从而对电网的实时功率平衡与调度带来了重大的挑战。因此,为了保障电力供应,人们认识到必须对现有电网进行升级改造,其中,选择合理的电网结构是升级电网的重要手段。基于我国的现实情况,本文提出了未来电网的多层次直流环形电网结构,并进一步对"云电力"的概念进行了讨论,供参考和商讨。

一种基于Prony算法的直流配电网电缆故障定位方法

直流配电网电缆发生短路或接地故障时,直流断路器将故障区间隔离,此时为尽快排除故障恢复供电,需要快速确定故障点的位置。本文根据配电线路特征使用RL简化线路模型分析故障回路,提出在故障区间始端投入一个小型电容用于向故障回路放电,电容、线路和故障点过渡电阻形成一个串联的二阶电路,该二阶电路的特征频率和衰减系数反映了回路参数。利用Prony算法提取电容放电电流的特征频率和衰减系数,可以确定故障回路参数,得到故障距离。为避免线路电感分布不均影响定位精度,本文提出采用双端测量法消去线路电感,利用电阻参数计算故障距离。在Matlab/Simulink工具箱中搭建了仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性。