電力科技信息

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重大突破！變阻抗節能變壓器提高抗短路能力

近日，由寧夏電科院主要負責研制的世界首臺63 MVA 110 kV三繞組快速開關型變阻抗節能變壓器順利通過國家變壓器，質量監督檢驗中心（沈陽變壓器研究院）型式試驗及突發短路試驗，各項技術指標優良，滿足技術規范要求。這標志著快速開關型變阻抗節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用奠定了基礎。

近年來，隨著電網規模的快速發展、電力負荷的持續攀升，短路電流不斷增大，給電力變壓器的安全運行帶來諸多難題，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，寧夏電科院聯合南京南瑞集團、山東電工集團共同開展國網公司總部科技項目“快速開關型變阻抗節能變壓器關鍵技術研究與示范應用”的研究工作。

該項目提出一種新型的變阻抗節能變壓器技術，結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點，將限流電抗器與變壓器進行一體化設計，通過開關控制電抗器投切。正常工作時，電抗器被快速開關短接，變壓器損耗未增加；發生短路故障時，快速開關開斷，電抗器接入系統，提高變壓器阻抗，限制短路電流，實現阻抗的自主調節，降低短路電流對變壓器的沖擊。變阻抗變壓器一體化設計具有損耗低、維護便捷、改造容易、對電網影響小、可調節無功和節能降耗等優點。該技術是針對提高變壓器抗短路能力技術的一次重大創新，不僅可用于新生產變壓器，也可用于在運變壓器抗短路能力的提升改造。

來源：中國能源報

“大規模新能源發電并網運行及新型控制技術研究”通過驗收

近日，由中國電科院承擔的“大規模新能源發電并網運行及新型控制技術研究”項目通過國網科技部組織的驗收。

為加強對大規模新能源運行控制技術的基礎性、前瞻性研究，2014年國家電網公司批復立項，項目包含大規模新能源發電并網運行及新型控制技術研究、大規模風電并網研究構架與技術需求分析、大型風電場的等值建模及優化運行研究、我國海水抽蓄發展前景評估和技術需求分析等12項課題。

通過3年技術攻關，項目提出了風電場和光伏電站場站級的運行特性及控制策略；建立了大型風電場與風電場群的動態等值模型；從戰略層面分析了大規模風電并網技術架構；分析了我國海水抽蓄開發前景和技術需求；提出了基于大氣流場時空相關性的超短期風電功率預測方法；提出了基于機艙風速數據的風電場理論功率及棄風電量計算方法；研發了氣象模式與CFD（計算流體動力學）模式相互耦合的風場精細化數值模擬平臺；建立了求解混合整數規劃問題軟件算法包；提出了基于安全域的含風電電力系統運行風險評估與協調控制方法；建立大規模風電的機組組合優化模型，提出了混合整數規劃問題的實用化求解算法；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計方案。

來源：北極星風力發電網

快充新發現——薄水層材料儲能更快

延長電池續航能力成為目前電池研究的重點突破課題，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（NCSU）研究人員想要解決的問題。他們生產了一種材料——層狀結晶氧化鎢水合物，使用了原子薄的水層來調節電荷轉移速度。

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

NCSU預計層狀結晶氧化鎢水合物電池能讓電動汽車更快地加速。不過這項技術在目前階段并不完美，在進行大約10 min的充電之后，正常的氧化鎢實際上已經儲存到更多的電量了。即便如此，這項技術還有其可用之處，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現零排放應該不成問題。

來源：北極星儲能網

中國電科院成功解決鈦酸鋰電池脹氣問題

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

作為最有應用前景的儲能電池，鋰離子電池在大規模儲能市場的潛力巨大。隨著技術進步和制造成本下降，鈦酸鋰電池將成為大規模儲能應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生氣體會導致鈦酸鋰電池脹氣，脹氣率在25%左右，而電池脹氣會導致電池壽命縮短，并影響應用安全性。實現鈦酸鋰電池的大規模應用，必須解決這一關鍵問題。

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，采用元素摻雜技術對鈦酸鋰材料進行改性，降低其表面催化活性，抑制脹氣副反應的發生，從而達到抑制電池脹氣的目的。項目開展亞微米鈦酸鋰材料的不同合成技術的研究，開發了亞微米鈦酸鋰材料的原料預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，開發了亞微米鈦酸鋰摻雜改性和表面包覆技術，解決了由于鈦酸鋰材料表面四價鈦離子催化活性導致的鈦酸鋰電池脹氣問題。

項目試制的基于改性亞微米鈦酸鋰材料的15 Ah鈦酸鋰電池經權威預測，電池壽命可達到15 418次；在55℃的環境中，30 A充放電電流下循環1 000次后，其脹氣率僅有11.2%，提高了電池的安全性，推動了國家電網公司主導的儲能技術產業化和實用化。

來源：國家電網報