超导储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)是利用超导体 的零电阻、高载流密度和高临界磁场特性存储电磁能,在应用时无需能源形式的转 换,响应速度极快,这是其他储能形式所无法比拟的;同时,其瞬间存储与输出功率 高,保证了超导储能系统与电力系统进行快速、无损的能量交换。其它储能形式都很 难消除能量形式转换这一过程,因此超导储能技术将始终在功率密度和响应速度这两 方面保持绝对优势。另外,超导储能系统的功率规模和储能规模可以做得很大,并具 有系统效率高、技术较简单、没有旋转机械部分、没有动密封问题等优点。因此,超 导储能技术在新能源发电并网接入、进行输/配电系统的瞬态质量管理、提高瞬态电能 质量及电网暂态稳定性和紧急电力事故应变等方面具有不可替代的作用,将为打造新 的电力市场机制提供技术基础,具有极其广阔的市场前景。
电工所2003年研制出一台100kJ/25kW限流-储能系统样机,并进行了满负荷动态 实验。实验结果表明,动态限流可达90%,并能显著地抑制负载电压谐波;在此基础 上研制出1MJ/0.5MVA超导储能系统,于2011年2月16日在甘肃省白银市国家高新技术 产业开发区挂网运行,该系统是世界上目前唯一的并网运行高温超导储能系统,具有 重大技术创新性和显示度。该项目初步建立了超导储能系统与电网匹配运行的动力学 理论,进行了实用化技术的积累,获得了可工业化的超导储能系统的工艺技术路线, 取得了多项自主知识产权。
超导电力技术及其集成系统——超导变电站目前所直接带来的经济效益尚无法统 计;然而超导变电站的运行实践表明,超导变电站已经能够大幅提高电网供电安全可靠 性、改善供电质量、提高传输容量等,对于新能源发电并网接入以及以新能源变革为核 心的未来电网发展具有里程碑式的重大意义和十分广阔的应用前景。