超伝導技術による電気エネルギーの輸送と貯蔵の高効率化

利用超导技术高效传输和存储电能

基本信息

批准号：
01603015
负责人：
林宗明
金额：
$ 19.2万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電気エネルギーの有効利用は我が国の重要課題の一つである。本研究では超伝導技術を開発して電力系統の構成機器をすべて超伝導化し、高効率・高密度・高安定性をもち、ほぼ無損失で運転される電力系統の構築を目指す。研究対象は超伝導発電機、超伝導ケーブル及び電力貯蔵用超伝導コイル(SMES)とし、ハード・ソフトの両面より研究した。まず超伝導発電機については、その励磁用の電力を小型のSMESから、エネルギー転送回路を通して供給することにより、従来提案されている励磁用直流電源(高圧・大電流)に較べて小容量でしかも即応励磁が可能であることを明らかにし、モデル装置を設計・製作してこの電源装置の基本動作実験に成功し、またこの回路のシミュレーションプログラムを作成して回路解析を行い、その特性を把握する等の成果を得た。次に、超伝導ケーブルとその端末については、従来提案の構造とは異なり、電気絶縁が優れ構造が単純で安価な押し出しPE型を提案し、クラック防止のためEPR絶縁を用いて製作に成功した。これは誘電体損が少なく、絶縁耐力も高い。更にケーブルの運用面でも新知見を得た。電力貯蔵装置(特にSMES)の最適配置と負荷率の向上に関し、まず将来の各種電源とSMESとの動的ベストミックスについての新方法の提案とその有用性の確認、またSMESと競合関係にある火力・揚水発電装置との比較、SMESの系統特性に与える影響等を明らかにした。SMESによる電力系統の安定化制御効果については、その効果の程度を、現用の対策(AVR・PSS・ガバナ・SVC等)と比較してその優位性を明らかにし、またそのエネルギー貯蔵密度の増大のため画期的な方策を提案した。更にSMESのコイルの耐電圧を増加して、急激な電力の出し入れを可能とするためLH_eの絶縁特性を明らかにし、更にクエンチの検出法とクエンチ対策について新手法を開発して実証した。

有效利用电能是日本的重要问题之一。在这项研究中，我们旨在开发超导技术，以使电力系统超导的所有组成部分，并建立具有高效率，高密度和高稳定性的电力系统，并且几乎没有损失。研究对象是超导发电机，超导电缆和用于电源存储的超导线圈（SME），并且对硬和软边进行了研究。首先，关于超导发电机，通过通过能量传递电路提供引起的激发功率，据揭示，可以用比常规提议的直流电源（高电压，大电流）的容量更小的容量来激发它，并能够立即激发它。设计和制造了模型设备，并且该电源的基本操作成功地实验了该电源的基本操作，还创建了该电路的仿真程序，进行了电路分析，并获得了结果。接下来，与常规提议的结构不同，我们提出了一种具有出色的电绝缘和简单结构的挤压PE类型，并通过EPR绝缘层成功制造以防止开裂。这降低了介电损耗，并且具有较高的介电强度。此外，我们在电缆操作方面获得了新的知识。关于功率存储设备（尤其是中小型企业）的最佳放置和改善负载系数，我们首先提出了一种新的方法，以动态混合各种电源和中小型企业，并确认其有用性，并将其与热量和泵送水发电设备进行比较，并与SME竞争及其对SMES系统的影响。关于使用中小型企业对电网进行稳定控制的影响，通过将其有效性与现有措施（AVR，PSS，州长，SVC等）进行比较来阐明电力系统的优势，并提出了开创性的措施来增加储能密度。此外，为了增加中小型企业线圈的承受电压，揭示了LH_E的绝缘特性以允许快速输入和输出，并开发了一种新方法来证明淬火检测和淬灭对策。