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电气工程与电力系统自动控制
Electrical Engineering and Automatic Control of Power Systems

优点。但是铅酸蓄电池体积较大，特性受环境温度影响比较明显。
（2）磷酸铁锂离子电池
具有较高功率比和能量比的磷酸铁锂电池与其他电池相比具有明显优势，
在动力电池的体系中也是最有发展前景的。但是电池的安全性问题一直是大功率

磷酸铁锂电池发展和实际应用的最大制约，即电池在过充、短路、冲压、穿刺、
振动、高温热冲击等条件下，极易发生爆炸或燃烧等不安全行为。
（3）钠硫电池
钠硫电池在 300℃的高温环境下工作，其正极活性物质是液态硫（S），负

极活性物质是液态金属钠（Na），中间是多孔性陶瓷隔板。钠硫电池具有许多特
色：比能量高，理论比能量为 760W·h/kg，实际已大于 100W·h/kg；可大电流、
高功率放电；充放电效率高，充放电电流效率几乎为 100%。
（4）超级电容器

电化学的双电层理论是利用超级电容器进行储能的基本原理。在电力系统
中超级电容器主要应用在改善电能质量和平抑大功率、短时间的负荷，例如启动
和支撑功率较大的直流电机等。超级电容器储能系统可以在浮充的条件下工作超
过 10a，所以能够在电压跌落和瞬态干扰时改善和加强供电水平。超级电容器安

装简单、体积小，可在各种环境下运行（热、冷和潮湿），现在已为低功率水平
的应用提供商业服务。
2. 超导储能
超导电磁储能（SMES）的原理是利用超导体的特性制成线圈用来储存磁场

能量，不必进行能源形式变换就可以进行功率输送。超导电磁储能系统具有快速
响应能力（ms 级）、能量转换效率高（≥ 96%）、比容量（1 ～ 10W·h/kg）/
比功率（104 ～ 105kW/kg）大等优点，能够完成电力系统实时功率补偿以及大容
量能量交换。目前，在世界范围内有许多超导电磁储能系统工程正在进行或处于

研制阶段，在美国、日本、欧洲一些国家的电力系统已得到初步应用，在维持电
网稳定、提高输电能力和用户电能质量等方面开始发挥作用。
3. 机械储能
（1）飞轮储能

飞轮储能的原理是将电能转换成旋转物体的机械能，然后进行能量存储。
飞轮储能系统具有建设周期短、有效寿命较长等优势。此外，飞轮储能系统充电

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