30、能源存储系统：原理、技术与经济分析

能源存储系统：原理、技术与经济分析

1. 超导磁储能系统（SMES）

超导磁储能系统（SMES）在能源存储领域具有独特的优势。以一个具体例子来说，考虑一个SMES系统，其充电电流为2A，放电电流为1.25A，初始电流为0A，电感为4亨利。若充电2分钟，放电1.5分钟，可计算出该过程后的超导功率。
功率计算公式为：
[
P_{Final}=P_{Charging}-P_{Discharging}=\frac{E_{Charging}}{t_{Charging}}-\frac{E_{Discharging}}{t_{Discharging}}=\frac{1}{2}\times4\times(2^2\times2 - 1.25^2\times1.5)=11.3 \text{ 瓦特}
]

SMES与其他存储系统完全不同，在充放电过程中，电能不转换为其他形式的能量，始终保持电能形式。根据发电功率与需求功率的差异进行充放电过程，电流方向也会相应改变。同时，发电功率、需求功率和存储能量之间存在控制环节，可完全控制功率流动，功率差异由SMES提供，此过程决定系统的充电或放电模式。

2. 抽水蓄能电力系统

2.1 基本原理与特点

抽水蓄能系统，即抽水蓄能水电站（PHS），有两个不同高度的水库，储存着水。当电力需求小于发电功率时，多余的电能驱动电机以抽水模式工作，将下游水库的水抽到上游水库储存；当电力需求大于发电功率时，水从上游水库流向下游水库，通过水轮机发电并输送到电网。

该系统的主要组件包括电动 - 发电机、水道以及上下游水库。它具有运行成本低、寿命长、可靠性高的特点，可大规模建设，响应