Сверхпроводящий магнитный накопитель энергии

Сверхпроводящий магнитный накопитель энергии
Удельная энергия	1–10 Вт·ч / кг (4–40 кДж/кг)
Плотность энергии	менее 40 кДж/л
Удельная мощность	~ 10 000–100 000 кВт/кг
Эффективность зарядки/разрядки	95%
Скорость саморазряда	0%
Долговечность цикла	Неограниченные циклы

сверхпроводящего накопления магнитной энергии (SMES) Системы хранят энергию в магнитном поле , создаваемом потоком постоянного тока в сверхпроводящей катушке, которая была криогенно охлаждена до температуры ниже критической температуры сверхпроводимости . Такое использование сверхпроводящих катушек для хранения магнитной энергии было изобретено М. Ферье в 1970 году. ^[2]

Типичная система SMES включает три части: сверхпроводящую катушку , систему кондиционирования питания и холодильник с криогенным охлаждением. Как только сверхпроводящая катушка заряжена, ток не будет затухать, и магнитная энергия может храниться бесконечно.

Запасенную энергию можно вернуть обратно в сеть, разрядив катушку. Система кондиционирования питания использует инвертор / выпрямитель для преобразования мощности переменного тока (AC) в постоянный ток или преобразования постоянного тока обратно в мощность переменного тока. На инвертор/выпрямитель приходится около 2–3% потерь энергии в каждом направлении. СМИС теряет наименьшее количество электроэнергии в процессе хранения энергии по сравнению с другими методами хранения энергии. Системы SMES высокоэффективны; КПД туда и обратно превышает 95%. ^[3]

Из-за энергетических потребностей холодильного оборудования и высокой стоимости сверхпроводящих проводов SMES в настоящее время используется для кратковременного хранения энергии. Поэтому SMES чаще всего занимается улучшением качества электроэнергии .

Преимущества перед другими методами хранения энергии

Есть несколько причин использовать сверхпроводящие магнитные накопители энергии вместо других методов хранения энергии. Важнейшим преимуществом SMES является то, что задержка во время зарядки и разрядки довольно мала. Электроэнергия подается практически мгновенно, и очень высокая выходная мощность может быть обеспечена в течение короткого периода времени. Другие методы хранения энергии, такие как гидросистема или сжатый воздух , имеют значительную временную задержку, связанную с преобразованием накопленной механической энергии обратно в электричество. Таким образом, если спрос немедленен, МСП является жизнеспособным вариантом. Еще одним преимуществом является то, что потери мощности меньше, чем при других методах хранения, поскольку электрический ток практически не встречает сопротивления . Кроме того, основные части ССМЭ неподвижны, что обеспечивает высокую надежность.

Текущее использование

Существует несколько небольших установок SMES, доступных для коммерческого использования, и несколько более крупных проектов испытательных стендов. Несколько блоков мощностью 1 МВт·ч используются для контроля качества электроэнергии в установках по всему миру, особенно для обеспечения качества электроэнергии на производственных предприятиях, которым требуется сверхчистая энергия, например, на предприятиях по производству микрочипов. ^[4]

Эти средства также использовались для обеспечения стабильности сети в распределительных системах. ^[5] SMES также используется в коммунальных приложениях. В северном Висконсине была развернута цепочка распределенных устройств SMES для повышения стабильности контура передачи. ^[6] Линия электропередачи подвержена большим внезапным изменениям нагрузки из-за работы бумажной фабрики, что может привести к неконтролируемым колебаниям и обрушению напряжения.

Инженерно-испытательная модель представляет собой крупную ССМЭ мощностью примерно 20 МВт·ч, способную обеспечить мощность 40 МВт в течение 30 минут или мощность 10 МВт в течение 2 часов. ^[7]

Архитектура системы

Система SMES обычно состоит из четырех частей.

Сверхпроводящий магнит и опорная конструкция

Эта система включает в себя сверхпроводящую катушку, магнит и защиту катушки. Здесь энергия сохраняется за счет отключения катушки от более крупной системы, а затем использования электромагнитной индукции магнита для индукции тока в сверхпроводящей катушке. Затем эта катушка сохраняет ток до тех пор, пока катушка не будет повторно подключена к более крупной системе, после чего катушка частично или полностью разряжается.

Холодильная система

Система охлаждения поддерживает сверхпроводящее состояние катушки, охлаждая катушку до рабочей температуры.

Система кондиционирования питания

Система кондиционирования питания обычно содержит систему преобразования энергии, которая преобразует постоянный ток в переменный и наоборот.

Система управления

Система управления контролирует потребляемую мощность сети и контролирует поток мощности от и к катушке. Система управления также управляет состоянием змеевика СМЭС, управляя холодильником.

Принцип работы

Вследствие закона индукции Фарадея любая проволочная петля, создающая изменяющееся во времени магнитное поле, также генерирует и электрическое поле. Этот процесс забирает энергию из провода посредством электродвижущей силы (ЭДС). ЭДС определяется как электромагнитная работа, совершаемая над единицей заряда, когда он проходит один оборот по проводящей петле. Теперь можно было рассматривать энергию как запасенную в электрическом поле. В этом процессе используется энергия провода, мощность которой равна электрическому потенциалу, умноженному на общий заряд, разделенному на время. Где ℰ — напряжение или ЭДС. Определив мощность, мы можем рассчитать работу, необходимую для создания такого электрического поля. Из-за сохранения энергии этот объем работы также должен быть равен энергии, запасенной в поле.

$P=Q{\mathcal {E}}/t$

Эту формулу можно переписать в более легко измеряемую переменную электрического тока путем замены.

$P=Q{\mathcal {E}}/t=I{\mathcal {E}}$

Где I — электрический ток в амперах. ЭДС ℰ является индуктивностью и поэтому ее можно переписать как:

${\mathcal {E}}=L{\frac {dI}{dt}}$

Замена теперь дает:

$P=IL{\frac {dI}{dt}}$

Где L — это просто константа линейности, называемая индуктивностью, измеряемая в Генри. Теперь, когда мощность найдена, остается только заполнить уравнение работы, чтобы найти работу.

$W=\int _{0}^{T}Pdt=\int _{0}^{I}IL{\frac {dI}{dt}}dt=\int _{0}^{I}ILdI={\frac {LI^{2}}{2}}$

Как было сказано ранее, работа должна быть равна энергии, запасенной в поле. Весь этот расчет основан на одном петлевом проводе. Для проводов, которые вкручены несколько раз, индукция L увеличивается, поскольку L определяется просто как соотношение между напряжением и скоростью изменения тока. В заключение запасенная энергия в катушке равна: ^[8]

$E={\frac {LI^{2}}{2}}$

Где

E = энергия, измеренная в джоулях

L = индуктивность, измеренная в генри

I = ток, измеренный в амперах

Теперь рассмотрим цилиндрическую катушку с проводниками прямоугольного сечения . Средний радиус катушки R. a и b — ширина и глубина проводника. f называется функцией формы, которая различна для разных форм катушки. ξ (xi) и δ (дельта) — два параметра, характеризующие размеры катушки. Поэтому мы можем записать магнитную энергию, запасенную в такой цилиндрической катушке, как показано ниже. Эта энергия является функцией размеров катушки, количества витков и тока проводимости.

$E=RN^{2}I^{2}f(\xi ,\delta )/2$

Где

E = энергия, измеренная в джоулях

I = ток, измеренный в амперах

f ( ξ , δ ) = функция формы, джоули на амперметр

N = количество витков катушки

Соленоид против тороида

Помимо свойств проволоки, важным вопросом с точки зрения машиностроения является конфигурация самой катушки . Есть три фактора, которые влияют на конструкцию и форму катушки: низкая устойчивость к деформации , тепловое сжатие при охлаждении и силы Лоренца в заряженной катушке. Среди них устойчивость к деформации имеет решающее значение не из-за какого-либо электрического эффекта, а потому, что она определяет, сколько конструкционного материала необходимо для предотвращения разрушения SMES. Для небольших систем SMES выбрано оптимистическое значение допуска на деформацию 0,3%. Тороидальная геометрия может помочь уменьшить внешние магнитные силы и, следовательно, уменьшить размер необходимой механической опоры. Кроме того, из-за низкого внешнего магнитного поля тороидальные SMES могут быть расположены вблизи нагрузки энергоснабжения или потребителя.

Для небольших SMES обычно используются соленоиды , поскольку их легко свернуть и предварительное сжатие не требуется. В тороидальном СМЭС катушка всегда находится под сжатием внешних обручей и двух дисков, один из которых находится сверху, а другой снизу, чтобы избежать поломки. В настоящее время нет особой необходимости в тороидальной геометрии для малых SMES, но по мере увеличения размера механические силы становятся более важными, и возникает необходимость в тороидальной катушке.

Старые концепции крупных SMES обычно имели соленоид с малым удлинением диаметром около 100 м, закопанный в землю. На нижнем пределе размеров находится концепция соленоидов микро-SMES с диапазоном накопления энергии около 1 МДж.

Низкотемпературные и высокотемпературные сверхпроводники

В установившихся условиях и в сверхпроводящем состоянии сопротивление катушки незначительно. Однако холодильник, необходимый для охлаждения сверхпроводника, требует электроэнергии, и эту энергию охлаждения необходимо учитывать при оценке эффективности SMES как устройства хранения энергии.

Хотя высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) имеют более высокую критическую температуру, плавление решетки потока происходит в умеренных магнитных полях при температуре ниже этой критической температуры. Тепловые нагрузки, которые должна снимать система охлаждения, включают проводимость через опорную систему, излучение от более теплых поверхностей к более холодным, потери переменного тока в проводнике (во время заряда и разряда), а также потери на силовых проводах «холодный-теплый», соединяющих холодный змеевик к системе кондиционирования питания. Потери проводимости и излучения сводятся к минимуму за счет правильной конструкции тепловых поверхностей. Потери выводов можно свести к минимуму за счет хорошей конструкции выводов. Потери переменного тока зависят от конструкции проводника, рабочего цикла устройства и номинальной мощности.

Требования к охлаждению для тороидальных катушек ВТСП и низкотемпературных сверхпроводников (LTSC) для базовых температур 77 К, 20 К и 4,2 К возрастают в этом порядке. Требования к охлаждению здесь определяются как электрическая мощность для работы холодильной системы. Поскольку запасенная энергия увеличивается в 100 раз, стоимость охлаждения возрастает только в 20 раз. Кроме того, экономия на охлаждении для системы HTSC больше (на 60–70%), чем для систем LTSC.

Расходы

Будет ли система HTSC или LTSC более экономичной, зависит от того, что существуют другие основные компоненты, определяющие стоимость SMES: Проводник, состоящий из сверхпроводника и медного стабилизатора, а также холодная поддержка сами по себе являются основными затратами. О них следует судить с учетом общей эффективности и стоимости устройства. другие компоненты, такие как изоляция Было показано, что вакуумного резервуара, составляют небольшую часть по сравнению с большой стоимостью катушки. В совокупной стоимости проводников, конструкции и холодильника для тороидальных катушек преобладает стоимость сверхпроводника. Та же тенденция справедлива и для электромагнитных катушек. Змеевики HTSC стоят дороже, чем змеевики LTSC, в 2–4 раза. Мы ожидаем увидеть более низкую стоимость HTSC из-за более низких требований к охлаждению, но это не так.

Чтобы получить некоторое представление о затратах, рассмотрим разбивку по основным компонентам катушек HTSC и LTSC, соответствующих трем типичным уровням запасенной энергии: 2, 20 и 200 МВт·ч. Стоимость проводника доминирует над тремя затратами во всех случаях ВТСП и особенно важна при небольших размерах. Основная причина заключается в сравнительной плотности тока LTSC и ВТСП материалов. Критический ток провода ВТСП ниже, чем провода LTSC, обычно в рабочем магнитном поле, примерно от 5 до 10 тесла (Тл). Предположим, что стоимость проволоки по весу одинакова. Поскольку провод HTSC имеет более низкое значение ( J _c ), чем провод LTSC, для создания такой же индуктивности потребуется гораздо больше провода. Поэтому стоимость проволоки намного выше, чем у проволоки LTSC. Кроме того, по мере увеличения мощности SMES с 2 до 20–200 МВт·ч стоимость проводника LTSC также увеличивается примерно в 10 раз на каждом этапе. Стоимость ВТСП-проводника растет немного медленнее, но по-прежнему остается самой дорогой статьей.

Стоимость структуры как ВТСП, так и LTSC возрастает равномерно (в 10 раз) с каждым шагом от 2 до 20–200 МВт·ч. Но стоимость структуры ВТСП выше, поскольку устойчивость ВТСП к деформации (керамика не может выдерживать большую растягивающую нагрузку) меньше, чем у LTSC, таких как Nb ₃ Ti или Nb ₃ Sn , для которых требуется больше конструкционных материалов. Таким образом, в очень больших случаях стоимость ВТСП не может быть компенсирована простым уменьшением размера катушки при более высоком магнитном поле.

Здесь стоит отметить, что стоимость холодильника во всех случаях настолько мала, что экономия в процентах, связанная со снижением потребности в охлаждении при высокой температуре, очень мала. Это значит, что если ВТСП, BSCCO например , лучше работает при низкой температуре, скажем, 20К, то он наверняка будет там эксплуатироваться. Для очень малых предприятий малого и среднего бизнеса снижение стоимости холодильников будет иметь более значительный положительный эффект.

Очевидно, что объем сверхпроводящих катушек увеличивается с увеличением запасенной энергии. Кроме того, мы видим, что максимальный диаметр тора LTSC всегда меньше для магнита HTSC, чем для LTSC, из-за работы в более сильном магнитном поле. В случае соленоидных катушек высота или длина также меньше у ВТСП-катушек, но все же намного выше, чем у тороидальной геометрии (из-за низкого внешнего магнитного поля).

Увеличение пикового магнитного поля приводит к уменьшению как объема (более высокая плотность энергии), так и стоимости (уменьшение длины проводника). Меньший объем означает более высокую плотность энергии, а стоимость снижается за счет уменьшения длины проводника. Существует оптимальное значение пикового магнитного поля, в данном случае около 7 Тл. Если поле увеличивается сверх оптимального, дальнейшее сокращение объема возможно с минимальным увеличением затрат. Предел, до которого можно увеличить поле, обычно не экономический, а физический и связан с невозможностью сблизить внутренние ножки тороида и при этом оставить место для компенсирующего цилиндра.

Сверхпроводниковый материал является ключевым вопросом для СМИС. проволоки Усилия по разработке сверхпроводников сосредоточены на увеличении Jc и диапазона напряжений, а также на снижении стоимости производства .

Приложения

Плотность энергии, эффективность и высокая скорость разряда делают системы SMES полезными для включения в современные энергосистемы и инициативы в области зеленой энергетики. Использование системы SMES можно разделить на три категории: системы электроснабжения, системы управления и аварийные/аварийные системы.

ФАКТЫ

Устройства FACTS ( гибкая система передачи переменного тока ) – это статические устройства, которые можно устанавливать в электросетях . Эти устройства используются для повышения управляемости и возможности передачи мощности электроэнергетической сети. Применение SMES в устройствах FACTS было первым применением систем SMES. Первая реализация SMES с использованием устройств FACTS была установлена энергетическим управлением Бонневиля в 1980 году. Эта система использует системы SMES для демпфирования низких частот, что способствует стабилизации электросети. ^[9]^[6]^[10] В 2000 году системы FACTS на базе SMES были внедрены в ключевых точках энергосистемы северного Уинстона для повышения стабильности сети.

Выравнивание нагрузки

Использование электроэнергии требует стабильного энергоснабжения, обеспечивающего постоянную мощность. Эта стабильность зависит от количества используемой и создаваемой мощности. Потребление электроэнергии меняется в течение дня, а также в зависимости от сезона. Системы SMES могут использоваться для хранения энергии, когда генерируемая мощность превышает потребность/нагрузку, и высвобождения энергии, когда нагрузка превышает генерируемую мощность. Тем самым компенсируя колебания мощности. ^[11] Использование этих систем позволяет традиционным энергоблокам работать с постоянной мощностью, что более эффективно и удобно. ^[12] Однако, когда дисбаланс мощности между спросом и предложением сохраняется в течение длительного времени, МСП может полностью разгрузиться. ^[13]

Регулирование частоты нагрузки

Когда нагрузка не соответствует генерируемой выходной мощности из-за возмущений нагрузки, это может привести к тому, что нагрузка превысит номинальную выходную мощность генераторов. Например, это может произойти, когда ветрогенераторы не вращаются из-за внезапного отсутствия ветра. Это возмущение нагрузки может вызвать проблемы с контролем частоты нагрузки . Эта проблема может быть усугублена в DFIG . ветроэнергетических генераторах на основе ^[14] Это несоответствие нагрузки может быть компенсировано выходной мощностью систем SMES, которые накапливают энергию, когда выработка превышает нагрузку. ^[15] Системы управления частотой нагрузки на базе SMES имеют преимущество быстрого реагирования по сравнению с современными системами управления.

Источники бесперебойного питания

Источники бесперебойного питания (ИБП) используются для защиты от скачков и перепадов напряжения путем обеспечения непрерывного электропитания. Эта компенсация осуществляется путем переключения с отказавшего источника питания на системы SMES, которые могут почти мгновенно подавать необходимую мощность для продолжения работы основных систем. ИБП на базе SMES наиболее полезны в системах, которые должны поддерживать определенные критические нагрузки. ^[16]^[17]

Повторное включение выключателя

Когда разница углов мощности на выключателе слишком велика, защитные реле предотвращают повторное включение выключателей. В таких ситуациях можно использовать системы SMES для уменьшения разницы углов мощности на выключателе. Тем самым обеспечивается возможность повторного включения выключателя. Эти системы позволяют быстро восстановить электропитание системы после крупных перебоев в работе линий электропередачи. ^[12]

Вращающийся резерв

Вращающийся резерв — это дополнительная генерирующая мощность, которая становится доступной за счет увеличения выработки электроэнергии системами, подключенными к сети. Эта мощность зарезервирована системным оператором для компенсации перебоев в электросети. Благодаря быстрому времени перезарядки и быстрому процессу преобразования переменного тока в постоянный в системах SMES, эти системы можно использовать в качестве резерва, когда основная сеть линии электропередачи выходит из строя. ^[18]^[19]

СФКЛ

Сверхпроводящие ограничители тока повреждения (SFCL) используются для ограничения тока при повреждении в сети. В этой системе сверхпроводник гасится (повышается температура) при обнаружении неисправности в линии сетки. При гашении сверхпроводника сопротивление возрастает, и ток перенаправляется на другие линии сетки. Это делается без прерывания большей сетки. После устранения неисправности температура SFCL снижается и становится невидимой для более крупной сети. ^[20]^[15]

Электромагнитные пусковые установки

Электромагнитные пусковые установки — это электрическое метательное оружие, которое использует магнитное поле для ускорения снарядов до очень высокой скорости. Для работы этих пусковых установок требуются импульсные источники высокой мощности. Эти пусковые установки могут быть реализованы за счет использования возможности быстрого сброса и высокой удельной мощности системы SMES. ^[21]

Будущие разработки систем SMES

Будущие разработки компонентов систем SMES могут сделать их более жизнеспособными для других приложений; в частности, сверхпроводники с более высокими критическими температурами и критическими плотностями тока. Эти ограничения аналогичны другим видам промышленного использования сверхпроводников. Недавняя разработка ВТСП-провода из YBCO с температурой сверхпроводящего перехода около 90 К показывает многообещающие результаты. Обычно, чем выше температура сверхпроводящего перехода, тем выше максимальная плотность тока, которую сверхпроводник может выдержать до пробоя куперовской пары. Вещество с высокой критической температурой обычно будет иметь более высокий критический ток при низкой температуре, чем сверхпроводник с более низкой критической температурой. Этот более высокий критический ток приведет к квадратичному увеличению запасов энергии, что может сделать SMES и другие промышленные применения сверхпроводников экономически эффективными. ^[22]

Технические проблемы

Энергозатратность современных систем SMES обычно весьма невелика. Методы увеличения запаса энергии в ССМЭ часто заключаются в использовании крупных накопителей. Как и в других приложениях сверхпроводников, криогеника является необходимостью. Обычно требуется прочная механическая конструкция, чтобы сдерживать очень большие силы Лоренца, создаваемые магнитными катушками и на них. Доминирующей стоимостью SMES является сверхпроводник, за которым следуют система охлаждения и остальная механическая конструкция.

Механическая поддержка: Это необходимо из-за больших сил Лоренца, создаваемых сильным магнитным полем, действующим на катушку, и сильным магнитным полем, создаваемым катушкой на более крупной конструкции.
Размер: Для достижения коммерчески полезного уровня хранения, около 5 ГВт·ч (18 ТДж ), установке SMES потребуется петля длиной около 0,5 мили (800 м). Традиционно его изображают в виде круга, хотя на практике он может быть больше похож на закругленный прямоугольник. В любом случае для размещения установки потребуется доступ к значительному участку земли.
Производство: В сфере МСП существуют две производственные проблемы. Первый — это изготовление объемного кабеля, подходящего для передачи тока. Обнаруженные на сегодняшний день сверхпроводящие материалы ВТСП представляют собой относительно хрупкую керамику, что затрудняет использование традиционных методов для вытягивания сверхпроводящих проводов большой длины. Многие исследования были сосредоточены на методах послойного нанесения, заключающихся в нанесении тонкой пленки материала на стабильную подложку, но в настоящее время они подходят только для небольших электрических схем.
Инфраструктура: Вторая проблема — это инфраструктура, необходимая для установки. До тех пор, пока не будут найдены сверхпроводники при комнатной температуре , проволочную петлю длиной 0,5 мили (800 м) придется помещать в вакуумную колбу с жидким азотом . Это, в свою очередь, потребует стабильной поддержки, которую чаще всего предусматривают заглублением установки.
Критическое магнитное поле: При достижении определенной напряженности поля, известной как критическое поле, сверхпроводящее состояние разрушается. Это означает, что существует максимальная скорость зарядки сверхпроводящего материала, учитывая, что величина магнитного поля определяет поток, захватываемый сверхпроводящей катушкой.
Критический ток: В целом энергосистемы стремятся максимизировать ток, который они способны выдержать. Это делает любые потери из-за неэффективности системы относительно незначительными. К сожалению, большие токи могут создавать магнитные поля, превышающие критическое поле в соответствии с законом Ампера . Таким образом, существующие материалы с трудом могут выдерживать достаточный ток, чтобы сделать коммерческое хранилище экономически жизнеспособным.

Несколько проблем на заре появления технологии препятствовали ее распространению:

Дорогие холодильные установки и большие затраты электроэнергии на поддержание рабочей температуры.
Существование и постоянное развитие адекватных технологий с использованием обычных проводников.

Они по-прежнему создают проблемы для приложений сверхпроводников, но со временем их решение улучшается. Достигнуты успехи в создании сверхпроводящих материалов. Кроме того, значительно повысилась надежность и эффективность холодильных систем.

Длительное время предварительного охлаждения

На данный момент для охлаждения змеевика от комнатной температуры до рабочей температуры требуется четыре месяца . Это также означает, что SMES требуется одинаковое время для возврата к рабочей температуре после технического обслуживания и при перезапуске после эксплуатационных сбоев. ^[23]

Защита

Из-за большого количества запасаемой энергии необходимо принять определенные меры для защиты катушек от повреждения в случае выхода из строя катушек. Быстрое выделение энергии в случае отказа катушки может повредить окружающие системы. Некоторые концептуальные проекты предлагают включить в конструкцию сверхпроводящий кабель с целью поглощения энергии после отказа катушки. ^[6]^[18] Систему также необходимо поддерживать в отличной электрической изоляции, чтобы предотвратить потери энергии. ^[6]

См. также

Сетевое хранилище энергии

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Сверхпроводящие магнитные накопители энергии: состояние и перспективы. Архивировано 11 декабря 2015 г. в Wayback Machine Tixador, январь 2008 г.
^ Веб-страница SMES, Университет Париж-Сакле, https://hebergement.universite-paris-saclay.fr/supraconductivite/supra/en/applications-electricite-smes.php
^ Чунг KYC, Чунг СТХ, Навин Де Сильвия Р.Г., Ювонен МПТ, Сингх Р., Ву Дж.Дж. Крупномасштабные системы хранения энергии . Имперский колледж Лондона: ISE2, 2002/2003.
^ «Хранение магнитной энергии — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 24 июня 2022 г.
^ Юань, Вэйцзя; Чжан, Мин (16 июля 2015 г.), «Сверхпроводящие системы хранения магнитной энергии (SMES)» , Справочник по системам чистой энергии , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, стр. 1–16, doi : 10.1002/9781118991978 .hces210 , ISBN 978-1-118-99197-8 , получено 26 января 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Тиксадор, П. (2012), «Сверхпроводящие системы хранения магнитной энергии (SMES)» , Высокотемпературные сверхпроводники (HTS) для энергетических применений , Elsevier, стр. 294–319, doi : 10.1533/9780857095299.2.294 , ISBN 978-0-85709-012-6 , получено 23 января 2021 г.
^ Ло, Син; Ван, Цзихун; Дунер, Марк; Кларк, Джонатан (01 января 2015 г.). «Обзор современного развития технологий хранения электрической энергии и возможностей их применения в эксплуатации энергосистем» . Прикладная энергетика . 137 : 511–536. дои : 10.1016/j.apenergy.2014.09.081 . ISSN 0306-2619 . S2CID 15831002 .
^ Ида, Натан. (2004). Инженерная электромагнетика (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 0-387-20156-4 . OCLC 53038204 .
^ Юань, Вэйцзя; Чжан, Мин (16 июля 2015 г.), «Сверхпроводящие системы хранения магнитной энергии (SMES)» , Справочник по системам чистой энергии , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, стр. 1–16, doi : 10.1002/9781118991978 .hces210 , ISBN 978-1-118-99197-8 , получено 23 января 2021 г.
^ Таесик Нам; Джэ Ун Шим; Кён Хур (июнь 2012 г.). «Полезная роль катушки SMES в линиях постоянного тока в качестве энергетического буфера для интеграции крупномасштабной ветроэнергетики» . Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 22 (3): 5701404. Бибкод : 2012ITAS...2257014N . дои : 10.1109/tasc.2011.2175686 . ISSN 1051-8223 . S2CID 41243161 .
^ Хасаниен, Хани М. (октябрь 2014 г.). «Аффинные проекционные блоки с адаптивным управлением на основе алгоритма аффинного проецирования для сглаживания выходной мощности ветряных электростанций» . Транзакции IEEE по устойчивой энергетике . 5 (4): 1226–1233. Бибкод : 2014ITSE....5.1226H . дои : 10.1109/tste.2014.2340471 . ISSN 1949-3029 . S2CID 24492238 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Али, Мохд. Хасан; Ву, Бин; Дугал, Роджер А. (апрель 2010 г.). «Обзор приложений SMES в энергетике и энергетических системах» . Транзакции IEEE по устойчивой энергетике . 1 (1): 38–47. Бибкод : 2010ИТСЕ....1...38А . дои : 10.1109/tste.2010.2044901 . ISSN 1949-3029 . S2CID 12256242 .
^ Энтони, Аниш П.; Шоу, Дэвид Т. (апрель 2016 г.). «Расширение возможностей электросетей: может ли SMES в сочетании с ветряными турбинами улучшить стабильность сети?» . Возобновляемая энергия . 89 : 224–230. doi : 10.1016/j.renene.2015.12.015 . ISSN 0960-1481 .
^ Шиддик Юнус, AM; Абу-Сиада, А.; Масум, MAS (2012). «Улучшение динамических характеристик систем преобразования энергии ветра с использованием сверхпроводникового накопителя магнитной энергии, управляемого по току, на основе нечеткого гистерезиса» . ИЭПП Силовая электроника . 5 (8): 1305. doi : 10.1049/iet-pel.2012.0135 . ISSN 1755-4535 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Шиддик Юнус, AM; Абу-Сиада, А.; Масум, MAS (август 2013 г.). «Применение блока SMES для улучшения распределения мощности и динамических характеристик DFIG во время периодических пропусков зажигания и сквозных неисправностей» . Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 23 (4): 5701712. Бибкод : 2013ITAS...2301712S . дои : 10.1109/tasc.2013.2256352 . hdl : 20.500.11937/19832 . ISSN 1051-8223 . S2CID 44212801 .
^ Ли, Цян; Фьюри, Майкл (3 сентября 2014 г.). «Разработка сверхпроводящего накопителя магнитной энергии сверхсильного поля (SMES) для использования в проекте ARPA-E под названием «Сверхпроводящая магнитная система хранения энергии с интерфейсом прямой силовой электроники» » . дои : 10.2172/1209920 . ОСТИ 1209920 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Хейдари, Х.; Мохаммадпур, Г. (2010). «Применение СМЭС для защиты чувствительной нагрузки в распределительных сетях от двух последовательных провалов напряжения» . 2010 2-я Международная конференция по современному компьютерному управлению . IEEE. стр. 344–347. дои : 10.1109/icacc.2010.5486984 . ISBN 978-1-4244-5845-5 . S2CID 12963968 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Сюй, К.-С.; Ли, В.-Дж. (1993). «Сверхпроводящее магнитное хранилище энергии для энергетических систем» . Транзакции IEEE для промышленных приложений . 29 (5): 990–996. дои : 10.1109/28.245724 . ISSN 0093-9994 .
^ Ли, Джехи; Ким, Цзи-Хуэй; Джу, Сон-Кван (июнь 2011 г.). «Стохастический метод работы энергосистемы с ветрогенераторами и сверхпроводящими магнитными накопителями энергии (СМИЭ)» . Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 21 (3): 2144–2148. Бибкод : 2011ITAS...21.2144L . дои : 10.1109/tasc.2010.2096491 . ISSN 1051-8223 . S2CID 35431324 .
^ Го, Вэньюн; Сяо, Лие; Дай, Шаотао (июнь 2012 г.). «Повышение устойчивости к низкому напряжению и сглаживание выходной мощности DFIG с помощью сверхпроводящего ограничителя тока короткого замыкания — системы накопления магнитной энергии» . Транзакции IEEE по преобразованию энергии . 27 (2): 277–295. Бибкод : 2012ITEnC..27..277G . дои : 10.1109/tec.2012.2187654 . ISSN 0885-8969 . S2CID 23736602 .
^ Заман, доктор Абдулла; Саббир, Ахмед; Нусрат, Монира (2018). «Обзор сверхпроводящего накопителя магнитной энергии (SMES) и его применения» . Конференция: Международная конференция по нанотехнологиям и физике конденсированного состояния 2018 (ICNCMP 2018). Дата проведения: 11–12 января 2018 г., Гражданское строительство, BUET – Дакка, Бангладеш .
^ Рольф, Дж.В.; Коллингс, Питер Дж. (декабрь 1994 г.). «Современная физика от α до Z°» . Физика сегодня . 47 (12): 62–63. дои : 10.1063/1.2808751 . ISSN 0031-9228 .
^ Ноэ, Матиас; Штойрер, Майкл (15 января 2007 г.). «Ограничители тока короткого замыкания из высокотемпературных сверхпроводников: концепции, применение и состояние разработки» . Сверхпроводниковая наука и технология . 20 (3): С15–С29. дои : 10.1088/0953-2048/20/3/r01 . ISSN 0953-2048 . S2CID 110303108 .

Библиография

Шихен, Т., П. (1994). Введение в высокотемпературную сверхпроводимость. Пленум Пресс, Нью-Йорк. стр. 66, 76–78, 425–430, 433–446.
Эль-Вакиль, М., М. (1984). Технология силовой установки. МакГроу-Хилл, стр. 685–689, 691–695.
Вольский, А., М. (2002). Состояние и перспективы маховиков и МСП на базе ВТС. Physica C 372–376, стр. 1495–1499.
Хассензал, Западная Вирджиния (март 2001 г.). «Сверхпроводимость: новая технология для энергосистем 21 века?». Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 11 (1): 1447–1453. Бибкод : 2001ITAS...11.1447H . дои : 10.1109/77.920045 . ISSN 1051-8223 .

Дальнейшее чтение

Браун, Малком В. (6 января 1988 г.). «Новая охота за идеальной системой хранения энергии» . Нью-Йорк Таймс .

Внешние ссылки

[Tixador-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Сверхпроводящие магнитные накопители энергии: состояние и перспективы. Архивировано 11 декабря 2015 г. в Wayback Machine Tixador, январь 2008 г.

[2] Веб-страница SMES, Университет Париж-Сакле, https://hebergement.universite-paris-saclay.fr/supraconductivite/supra/en/applications-electricite-smes.php

[3] Чунг KYC, Чунг СТХ, Навин Де Сильвия Р.Г., Ювонен МПТ, Сингх Р., Ву Дж.Дж. Крупномасштабные системы хранения энергии . Имперский колледж Лондона: ISE2, 2002/2003.

[4] «Хранение магнитной энергии — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 24 июня 2022 г.

[5] Юань, Вэйцзя; Чжан, Мин (16 июля 2015 г.), «Сверхпроводящие системы хранения магнитной энергии (SMES)» , Справочник по системам чистой энергии , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, стр. 1–16, doi : 10.1002/9781118991978 .hces210 , ISBN 978-1-118-99197-8 , получено 26 января 2021 г.

[:0-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Тиксадор, П. (2012), «Сверхпроводящие системы хранения магнитной энергии (SMES)» , Высокотемпературные сверхпроводники (HTS) для энергетических применений , Elsevier, стр. 294–319, doi : 10.1533/9780857095299.2.294 , ISBN 978-0-85709-012-6 , получено 23 января 2021 г.

[7] Ло, Син; Ван, Цзихун; Дунер, Марк; Кларк, Джонатан (01 января 2015 г.). «Обзор современного развития технологий хранения электрической энергии и возможностей их применения в эксплуатации энергосистем» . Прикладная энергетика . 137 : 511–536. дои : 10.1016/j.apenergy.2014.09.081 . ISSN 0306-2619 . S2CID 15831002 .

[8] Ида, Натан. (2004). Инженерная электромагнетика (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 0-387-20156-4 . OCLC 53038204 .

[9] Юань, Вэйцзя; Чжан, Мин (16 июля 2015 г.), «Сверхпроводящие системы хранения магнитной энергии (SMES)» , Справочник по системам чистой энергии , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, стр. 1–16, doi : 10.1002/9781118991978 .hces210 , ISBN 978-1-118-99197-8 , получено 23 января 2021 г.

[10] Таесик Нам; Джэ Ун Шим; Кён Хур (июнь 2012 г.). «Полезная роль катушки SMES в линиях постоянного тока в качестве энергетического буфера для интеграции крупномасштабной ветроэнергетики» . Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 22 (3): 5701404. Бибкод : 2012ITAS...2257014N . дои : 10.1109/tasc.2011.2175686 . ISSN 1051-8223 . S2CID 41243161 .

[11] Хасаниен, Хани М. (октябрь 2014 г.). «Аффинные проекционные блоки с адаптивным управлением на основе алгоритма аффинного проецирования для сглаживания выходной мощности ветряных электростанций» . Транзакции IEEE по устойчивой энергетике . 5 (4): 1226–1233. Бибкод : 2014ITSE....5.1226H . дои : 10.1109/tste.2014.2340471 . ISSN 1949-3029 . S2CID 24492238 .

[:1-12] Перейти обратно: ^а ^б Али, Мохд. Хасан; Ву, Бин; Дугал, Роджер А. (апрель 2010 г.). «Обзор приложений SMES в энергетике и энергетических системах» . Транзакции IEEE по устойчивой энергетике . 1 (1): 38–47. Бибкод : 2010ИТСЕ....1...38А . дои : 10.1109/tste.2010.2044901 . ISSN 1949-3029 . S2CID 12256242 .

[13] Энтони, Аниш П.; Шоу, Дэвид Т. (апрель 2016 г.). «Расширение возможностей электросетей: может ли SMES в сочетании с ветряными турбинами улучшить стабильность сети?» . Возобновляемая энергия . 89 : 224–230. doi : 10.1016/j.renene.2015.12.015 . ISSN 0960-1481 .

[14] Шиддик Юнус, AM; Абу-Сиада, А.; Масум, MAS (2012). «Улучшение динамических характеристик систем преобразования энергии ветра с использованием сверхпроводникового накопителя магнитной энергии, управляемого по току, на основе нечеткого гистерезиса» . ИЭПП Силовая электроника . 5 (8): 1305. doi : 10.1049/iet-pel.2012.0135 . ISSN 1755-4535 .

[:3-15] Перейти обратно: ^а ^б Шиддик Юнус, AM; Абу-Сиада, А.; Масум, MAS (август 2013 г.). «Применение блока SMES для улучшения распределения мощности и динамических характеристик DFIG во время периодических пропусков зажигания и сквозных неисправностей» . Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 23 (4): 5701712. Бибкод : 2013ITAS...2301712S . дои : 10.1109/tasc.2013.2256352 . hdl : 20.500.11937/19832 . ISSN 1051-8223 . S2CID 44212801 .

[16] Ли, Цян; Фьюри, Майкл (3 сентября 2014 г.). «Разработка сверхпроводящего накопителя магнитной энергии сверхсильного поля (SMES) для использования в проекте ARPA-E под названием «Сверхпроводящая магнитная система хранения энергии с интерфейсом прямой силовой электроники» » . дои : 10.2172/1209920 . ОСТИ 1209920 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[17] Хейдари, Х.; Мохаммадпур, Г. (2010). «Применение СМЭС для защиты чувствительной нагрузки в распределительных сетях от двух последовательных провалов напряжения» . 2010 2-я Международная конференция по современному компьютерному управлению . IEEE. стр. 344–347. дои : 10.1109/icacc.2010.5486984 . ISBN 978-1-4244-5845-5 . S2CID 12963968 .

[:4-18] Перейти обратно: ^а ^б Сюй, К.-С.; Ли, В.-Дж. (1993). «Сверхпроводящее магнитное хранилище энергии для энергетических систем» . Транзакции IEEE для промышленных приложений . 29 (5): 990–996. дои : 10.1109/28.245724 . ISSN 0093-9994 .

[19] Ли, Джехи; Ким, Цзи-Хуэй; Джу, Сон-Кван (июнь 2011 г.). «Стохастический метод работы энергосистемы с ветрогенераторами и сверхпроводящими магнитными накопителями энергии (СМИЭ)» . Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 21 (3): 2144–2148. Бибкод : 2011ITAS...21.2144L . дои : 10.1109/tasc.2010.2096491 . ISSN 1051-8223 . S2CID 35431324 .

[20] Го, Вэньюн; Сяо, Лие; Дай, Шаотао (июнь 2012 г.). «Повышение устойчивости к низкому напряжению и сглаживание выходной мощности DFIG с помощью сверхпроводящего ограничителя тока короткого замыкания — системы накопления магнитной энергии» . Транзакции IEEE по преобразованию энергии . 27 (2): 277–295. Бибкод : 2012ITEnC..27..277G . дои : 10.1109/tec.2012.2187654 . ISSN 0885-8969 . S2CID 23736602 .

[21] Заман, доктор Абдулла; Саббир, Ахмед; Нусрат, Монира (2018). «Обзор сверхпроводящего накопителя магнитной энергии (SMES) и его применения» . Конференция: Международная конференция по нанотехнологиям и физике конденсированного состояния 2018 (ICNCMP 2018). Дата проведения: 11–12 января 2018 г., Гражданское строительство, BUET – Дакка, Бангладеш .

[22] Рольф, Дж.В.; Коллингс, Питер Дж. (декабрь 1994 г.). «Современная физика от α до Z°» . Физика сегодня . 47 (12): 62–63. дои : 10.1063/1.2808751 . ISSN 0031-9228 .

[23] Ноэ, Матиас; Штойрер, Майкл (15 января 2007 г.). «Ограничители тока короткого замыкания из высокотемпературных сверхпроводников: концепции, применение и состояние разработки» . Сверхпроводниковая наука и технология . 20 (3): С15–С29. дои : 10.1088/0953-2048/20/3/r01 . ISSN 0953-2048 . S2CID 110303108 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]