電力科技信息

重大突破！變阻抗節(jié)能變壓器提高抗短路能力

近日，由寧夏電科院主要負(fù)責(zé)研制的世界首臺63 MVA 110 kV三繞組快速開關(guān)型變阻抗節(jié)能變壓器順利通過國家變壓器，質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（沈陽變壓器研究院）型式試驗(yàn)及突發(fā)短路試驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良，滿足技術(shù)規(guī)范要求。這標(biāo)志著快速開關(guān)型變阻抗節(jié)能變壓器研制取得重大突破，為解決變壓器抗短路不足的難題及推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

近年來，隨著電網(wǎng)規(guī)模的快速發(fā)展、電力負(fù)荷的持續(xù)攀升，短路電流不斷增大，給電力變壓器的安全運(yùn)行帶來諸多難題，由于變壓器短路電流過大而造成的故障明顯增多。為解決高阻抗變壓器和外接限流電抗器抗短路電流能力不足的難題，寧夏電科院聯(lián)合南京南瑞集團(tuán)、山東電工集團(tuán)共同開展國網(wǎng)公司總部科技項(xiàng)目“快速開關(guān)型變阻抗節(jié)能變壓器關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)用”的研究工作。

該項(xiàng)目提出一種新型的變阻抗節(jié)能變壓器技術(shù)，結(jié)合高阻抗變壓器和限流電抗器這兩種常用的限制電力變壓器短路電流方法的優(yōu)點(diǎn)，將限流電抗器與變壓器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，通過開關(guān)控制電抗器投切。正常工作時(shí)，電抗器被快速開關(guān)短接，變壓器損耗未增加；發(fā)生短路故障時(shí)，快速開關(guān)開斷，電抗器接入系統(tǒng)，提高變壓器阻抗，限制短路電流，實(shí)現(xiàn)阻抗的自主調(diào)節(jié)，降低短路電流對變壓器的沖擊。變阻抗變壓器一體化設(shè)計(jì)具有損耗低、維護(hù)便捷、改造容易、對電網(wǎng)影響小、可調(diào)節(jié)無功和節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)是針對提高變壓器抗短路能力技術(shù)的一次重大創(chuàng)新，不僅可用于新生產(chǎn)變壓器，也可用于在運(yùn)變壓器抗短路能力的提升改造。

來源：中國能源報(bào)

“大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行及新型控制技術(shù)研究”通過驗(yàn)收

近日，由中國電科院承擔(dān)的“大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行及新型控制技術(shù)研究”項(xiàng)目通過國網(wǎng)科技部組織的驗(yàn)收。

為加強(qiáng)對大規(guī)模新能源運(yùn)行控制技術(shù)的基礎(chǔ)性、前瞻性研究，2014年國家電網(wǎng)公司批復(fù)立項(xiàng)，項(xiàng)目包含大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行及新型控制技術(shù)研究、大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)研究構(gòu)架與技術(shù)需求分析、大型風(fēng)電場的等值建模及優(yōu)化運(yùn)行研究、我國海水抽蓄發(fā)展前景評估和技術(shù)需求分析等12項(xiàng)課題。

通過3年技術(shù)攻關(guān)，項(xiàng)目提出了風(fēng)電場和光伏電站場站級的運(yùn)行特性及控制策略；建立了大型風(fēng)電場與風(fēng)電場群的動態(tài)等值模型；從戰(zhàn)略層面分析了大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)；分析了我國海水抽蓄開發(fā)前景和技術(shù)需求；提出了基于大氣流場時(shí)空相關(guān)性的超短期風(fēng)電功率預(yù)測方法；提出了基于機(jī)艙風(fēng)速數(shù)據(jù)的風(fēng)電場理論功率及棄風(fēng)電量計(jì)算方法；研發(fā)了氣象模式與CFD（計(jì)算流體動力學(xué)）模式相互耦合的風(fēng)場精細(xì)化數(shù)值模擬平臺；建立了求解混合整數(shù)規(guī)劃問題軟件算法包；提出了基于安全域的含風(fēng)電電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估與協(xié)調(diào)控制方法；建立大規(guī)模風(fēng)電的機(jī)組組合優(yōu)化模型，提出了混合整數(shù)規(guī)劃問題的實(shí)用化求解算法；提出了集群電動汽車的智能充電控制策略；提出了一種工頻電壓變換到超高直流電壓的設(shè)計(jì)方案。

來源：北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)

快充新發(fā)現(xiàn)——薄水層材料儲能更快

延長電池續(xù)航能力成為目前電池研究的重點(diǎn)突破課題，但是如何更快速的存儲和傳遞電池能量呢？這就是北卡羅萊納州立大學(xué)（NCSU）研究人員想要解決的問題。他們生產(chǎn)了一種材料——層狀結(jié)晶氧化鎢水合物，使用了原子薄的水層來調(diào)節(jié)電荷轉(zhuǎn)移速度。

這項(xiàng)研究發(fā)表在近期的《化學(xué)材料（Chemistry of Materials）》期刊中。根據(jù)此前研究，結(jié)晶氧化鎢是種具有大容量儲存電能特點(diǎn)的電池材料，但對于儲能速度來說并沒有多大亮點(diǎn)。研究人員比較了這兩種高密度電池材料：結(jié)晶氧化鎢和層狀結(jié)晶氧化鎢水合物，層狀結(jié)晶氧化鎢水合物是由被原子層的水層隔開的結(jié)晶氧化鎢層組成的。當(dāng)對這兩種材料充電10 min時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，正常氧化鎢比水合物儲存更多的能量；但在充電12 s的時(shí)候，水合物比結(jié)晶氧化鎢儲存更多的能量。同時(shí)研究人員還表示，水合物存儲能量更快，同時(shí)還減少廢熱。

NCSU預(yù)計(jì)層狀結(jié)晶氧化鎢水合物電池能讓電動汽車更快地加速。不過這項(xiàng)技術(shù)在目前階段并不完美，在進(jìn)行大約10 min的充電之后，正常的氧化鎢實(shí)際上已經(jīng)儲存到更多的電量了。即便如此，這項(xiàng)技術(shù)還有其可用之處，汽車制造商可以將更多的選擇投入到非線性加速中，因此未來電動汽車完全實(shí)現(xiàn)零排放應(yīng)該不成問題。

來源：北極星儲能網(wǎng)

中國電科院成功解決鈦酸鋰電池脹氣問題

近日，由中國電力科學(xué)研究院（簡稱中國電科院）承擔(dān)的“亞微米鈦酸鋰儲能電池材料合成技術(shù)研究”項(xiàng)目通過國家電網(wǎng)公司驗(yàn)收。項(xiàng)目通過研究亞微米鈦酸鋰材料合成和摻雜改性技術(shù)，解決了鈦酸鋰電池的脹氣問題。

作為最有應(yīng)用前景的儲能電池，鋰離子電池在大規(guī)模儲能市場的潛力巨大。隨著技術(shù)進(jìn)步和制造成本下降，鈦酸鋰電池將成為大規(guī)模儲能應(yīng)用的主流鋰離子電池體系。但鈦酸鋰材料表面的鈦離子催化電解液分解產(chǎn)生氣體會導(dǎo)致鈦酸鋰電池脹氣，脹氣率在25%左右，而電池脹氣會導(dǎo)致電池壽命縮短，并影響應(yīng)用安全性。實(shí)現(xiàn)鈦酸鋰電池的大規(guī)模應(yīng)用，必須解決這一關(guān)鍵問題。

中國電科院從鈦酸鋰材料入手，以亞微米鈦酸鋰材料為研究對象，采用元素?fù)诫s技術(shù)對鈦酸鋰材料進(jìn)行改性，降低其表面催化活性，抑制脹氣副反應(yīng)的發(fā)生，從而達(dá)到抑制電池脹氣的目的。項(xiàng)目開展亞微米鈦酸鋰材料的不同合成技術(shù)的研究，開發(fā)了亞微米鈦酸鋰材料的原料預(yù)處理固相合成方法和靜電紡絲合成方法，研究了亞微米鈦酸鋰材料的改性技術(shù)，開發(fā)了亞微米鈦酸鋰摻雜改性和表面包覆技術(shù)，解決了由于鈦酸鋰材料表面四價(jià)鈦離子催化活性導(dǎo)致的鈦酸鋰電池脹氣問題。

項(xiàng)目試制的基于改性亞微米鈦酸鋰材料的15 Ah鈦酸鋰電池經(jīng)權(quán)威預(yù)測，電池壽命可達(dá)到15 418次；在55℃的環(huán)境中，30 A充放電電流下循環(huán)1 000次后，其脹氣率僅有11.2%，提高了電池的安全性，推動了國家電網(wǎng)公司主導(dǎo)的儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和實(shí)用化。

來源：國家電網(wǎng)報(bào)