关键词：超导储能系统、光伏发电、别墅太阳能发电

 

目前，国际上在超导储能系统和别墅太阳能发电系统的研究开发方面投人了大量的人力和物力，主要是开发微型超导储能装置在光伏发电行业的实际应用，如应用于在别墅太阳能发电系统。美国、德国和日本等提出了开发100 kWh等级的微型超导储能装置的建议，如用于磁浮列车、计算机大楼和高层建筑等用的超导储能系统；美国IGC和AMSC公司的微型超导储能装置（1〜10MJ)已经商品化， AMSC公司目前正在开发一种新的配电SMES(D-SMES)用于功率调节。

 

美国对超导储能系统和光伏发电行业的研究较早。1971年在Wisconsin大学发明了一个由超导电感线圈和三相AC/DC格里茨(Graetz)桥路组成的电能储存系统，并对格里茨桥在能量储存单元与电力系统相互影响中的作用进行了详细分析，他们发现装置的快速响应特性对于抑制电力系统振荡非常有效。1974年第1台并网运行的SMES在洛斯阿拉莫斯实验室（LASLD)进行了测试。1976年到1982 年LASL 和 BPA(Bonneville Power Administration)合作建成了30MJ/10MW的超导储能，该系统成功地抑制了从太平洋西北地区到南加利福尼亚州1 500 km的双回交流500 kV输电线路的低频0. 35 Hz自发功率振荡。

 

美国从1978年开始研究容量为30 MJ(8. 3 kWh)的超导蓄能电站，于1983—1984 年与美国西岸的电力系统并网试验运行，目的是为了验证系统的稳定性。1987年，美国设计了容量为21 MWh的超导蓄能电站，用于地上的激光电源，可在100s时间内释放出400 MW的电力（低速运行方式）。该电站从1991年起开始建造，1993年进行各种试验。其超导线圈直径约130 m，高约5 m，采用螺旋形，线圈电流为 200 kA。

 

在20世纪70年代，美国等主要致力于大型超导储能技术和光伏发电行业的研究，其目的是用于电力系统负载调节和在别墅太阳能发电系统的应用。70年代末，美国曾研制出一台30MJ超导储能装置并安装在西海岸的一条500kV输电线路上，用以消除其0.35 Hz负阻尼振荡和提高其输送功率。试验取得了满意的结果，但因低温系统达不到运行要求并出现故障，致使该储能装置未能继续运行。80年代，美国军方提出一个研制 20. 4 MWh的超导储能工程实验模型计划，并开展了预研工作，后因冷战结束，该计划也随之中止。90年代，美国为改善阿拉斯加电网的可靠性，曾提出研制1. 8GJ超导储能装置计划，该项目完成了设计并开始进行预研。后因经费等原因，研制计划中止。