新型超导电池将引领世界动力电池新潮流

当前世界新技术日新月异不断向前发展,而人们对环保问题关注度也日益增长,这也大大影响汽车行业的发展,其中最为典型变化之一就是在新能源汽车(纯电动版和插电式油电混合动力版)动力电池的创新及发展,本文主要阐述了超导电池和超级真空管道磁悬浮高铁应用现状及未来发展前景。

蓄电池/超导混合储能系统非线性鲁棒分数阶控制

针对电动汽车(Electric Vehicle,EV)供电端的蓄电池/超导混合储能系统(Battery/SMES Hybrid Energy Storage Systems,BSM-HESS)设计了一种新型非线性鲁棒分数阶控制(Nonlinear Robust Fractional-Order Control,NRFOC),从而快速精准地跟踪负荷需求变化。首先,基于规则式策略(Rule-Based Strategy,RBS)实现最优的负荷需求分配。然后,通过高增益扰动观测器(High-Gain Perturbation Observer,HGPO)对BSM-HESS的非线性、参数不确定性和未建模动态聚合而成的扰动进行快速估计,最终该扰动通过NRFOC进行在线完全补偿。此外,NRFOC不依赖于精确的系统模型,仅需测量蓄电池电流和直流侧电压两个状态量。通过三种算例进行研究,即重载条件、轻载条件以及参数不确定性,仿真结果验证了NRFOC的有效性和鲁棒性。

规模化超导储能磁体概念设计及系统经济性评估

在以新能源为主体的新型电力系统中,电力储能系统将会面临着能量交互次数越来越多、容量越来越大的迫切需求。建立了轴向气隙优化型超导储能磁体结构设计模型,初步形成了规模化超导储能概念设计方案。给定相同的10 km超导线长度,优化后的磁体储能量相比传统螺线管提高了约30%,有效降低了单位储能投资成本。考虑日均330次储能充放电需求的新能源应用场合,10.8 GJ/3 MWh规模化超导储能的瞬态峰值功率补偿能力相当于495 MWh电池储能系统,且超导储能运行10年后的总投资成本将会低于电池储能。因此,在能量交互日益频繁的新能源电力系统中,超导储能系统有望实现更低的储能容量及投资成本,缓解电池储能的过充/过放压力,延长电池储能的使用寿命,提高电力储能的整体经济效益。

电网储能技术综述

近年来，储能系统已经逐渐成为电力系统中的重要组成部分。本文阐述了储能技术的基本原理和发展趋势，介绍和比较分析了目前电力系统中存在的储能技术，探讨了储能技术的应用对电网安全稳定和经济效益的提高，分析了储能技术对于清洁能源所带来的支持和促进作用。