飛輪、超導(dǎo)與超級電容器

本章概述飛輪儲能

超導(dǎo)儲能

超級電容

總結(jié)與展望1

本章概述飛輪、超導(dǎo)與超級電容器儲能的基本概念飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能作為短時儲能的代表儲能技術(shù)，能夠在較短時間內(nèi)輸出更大的能量。采用這類儲能技術(shù)，能滿足短時間內(nèi)要求實現(xiàn)不間斷和高品質(zhì)的供電需求。飛輪儲能系統(tǒng)：通過機械能與電能之間的能量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對能量的存儲和釋放。超導(dǎo)儲能系統(tǒng)：通過電磁能和電能之間的能量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對能量的存儲和釋放。超級電容器儲能系統(tǒng)：通過雙電層和氧化還原贗電容電荷儲存電能實現(xiàn)對能量的存儲和釋放。2

本章概述飛輪、超導(dǎo)與超級電容器儲能的共同特點瞬時功率大

飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能均具有瞬時功率較高、放電時間短特點。儲能效率高飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能的能量轉(zhuǎn)換效率均可高達90%左右，有利于實現(xiàn)能量的高效轉(zhuǎn)換和更低的損耗。循環(huán)壽命長飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能均不涉及化學(xué)反應(yīng)，且儲能過程損耗小，因而裝置使用壽命長，循環(huán)利用次數(shù)高。環(huán)境依賴小飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能均對安裝和使用環(huán)境的要求較低，且具有對環(huán)境影響小、便于維護等優(yōu)勢。3

本章概述飛輪、超導(dǎo)與超級電容器儲能的作用提高新能源并網(wǎng)穩(wěn)定性

飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能均具有瞬時功率較高、響應(yīng)速度快等特點，可以作為新能源發(fā)電廠的輔助服務(wù)設(shè)施，與大規(guī)?？稍偕茉绰?lián)合運行，迅速平抑風(fēng)電、光伏發(fā)電的功率波動，保障電網(wǎng)安全。實現(xiàn)電能靈活調(diào)度飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能均具有使用壽命長、環(huán)境影響小、移動靈活等特點。可自由移動，靈活應(yīng)用于各短期電能需求場景。4

7.1飛輪儲能飛輪儲能的基本概念

飛輪儲能系統(tǒng)通過機械能與電能之間的能量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對能量的存儲和釋放。在儲存能量時，由電機帶動飛輪轉(zhuǎn)子加速運轉(zhuǎn)，將輸入能量轉(zhuǎn)化為機械能在釋放能量時，則飛輪轉(zhuǎn)子減速使系統(tǒng)機械能減小，減小的這部分能量以向外供電的方式實現(xiàn)能量由機械能到動能的轉(zhuǎn)變，進而完成能量的釋放5

7.1飛輪儲能

飛輪儲能的分類6

7.1飛輪儲能飛輪儲能的技術(shù)特點瞬時功率大

飛輪儲能的瞬時功率較高、放電時間短，因而在瞬時可以輸出較大能量，在發(fā)射電磁炮和快速啟動電動汽車等場景下可以利用飛輪儲能的這一特點實現(xiàn)超短時加速。運行損耗低飛輪儲能的能量轉(zhuǎn)換效率可高達90%左右，有利于實現(xiàn)能量的高效轉(zhuǎn)換和更低的熱損耗。7

7.1飛輪儲能

飛輪儲能的技術(shù)特點循環(huán)壽命長飛輪儲能的使用壽命主要取決于儲能系統(tǒng)中電子器件的壽命，一般可以達到20年，且不會受到過充放電的影響。充電時間短通過電機帶動飛輪加速旋轉(zhuǎn)可在數(shù)分鐘內(nèi)將飛輪電池充滿。8

7.1飛輪儲能

飛輪儲能的技術(shù)特點對環(huán)境影響小

相比于化學(xué)電池，飛輪儲能過程不涉及化學(xué)反應(yīng)，對環(huán)境友好。受溫度影響小

對溫度不敏感，運行較為穩(wěn)定。狀態(tài)易于檢測

飛輪儲能的能量特性與機械運行狀態(tài)具有直接相關(guān)性，可以通過轉(zhuǎn)速等參數(shù)測量放電深度和剩余電量。9

7.1飛輪儲能飛輪儲能的基本構(gòu)成

飛輪轉(zhuǎn)子

飛輪轉(zhuǎn)子是飛輪儲能系統(tǒng)中能量存儲的載體，通過轉(zhuǎn)速的變化實現(xiàn)對機械能的存儲和釋放。軸承系統(tǒng)

軸承的作用是支承轉(zhuǎn)子安全穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，同時減小飛輪旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的摩擦阻力。電機系統(tǒng)

電機系統(tǒng)用于協(xié)調(diào)飛輪儲能系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換。電能變換器

電能變換器的作用是轉(zhuǎn)化系統(tǒng)輸入的電能，以保證電機需要的電壓、電流制式與輸入電能的制式一致。真空室

真空室用于維持飛輪轉(zhuǎn)子的真空環(huán)境，從而降低空氣阻力帶來的摩擦損耗，實現(xiàn)能量的高效率存儲和釋放，并且對飛輪裝置起到保護作用。

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7.1飛輪儲能飛輪儲能中的關(guān)鍵技術(shù)

飛輪轉(zhuǎn)子的設(shè)計

J飛輪轉(zhuǎn)動慣量(kg?km2)ω飛輪的旋轉(zhuǎn)角速度(rad/s)E飛輪儲能系統(tǒng)的儲能量(Wh)M實心飛輪圓盤質(zhì)量(kg)r圓盤旋轉(zhuǎn)半徑(m)v圓周線速度(m/s)11

7.1飛輪儲能

12

7.1飛輪儲能

飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)飛輪轉(zhuǎn)子的設(shè)計

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7.1飛輪儲能

飛輪可達到的最大轉(zhuǎn)速受到本身材料性能的限制，轉(zhuǎn)速過高可能引起轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂縫等問題從而造成安全事故，選擇比強度(σ/ρ)高的材料可以提高飛輪轉(zhuǎn)子的最高轉(zhuǎn)速。飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)飛輪轉(zhuǎn)子的設(shè)計14

7.1飛輪儲能

軸承系統(tǒng)具有減小運行過程中的摩擦和支撐作用，對軸承系統(tǒng)的設(shè)計和選擇是除飛輪轉(zhuǎn)子材料之外，影響飛輪運行轉(zhuǎn)速和飛輪儲能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率的另一重要因素。

軸承系統(tǒng)主要分為兩大類：機械軸承磁懸浮軸承

基于有無磁力控制下，可分為主動軸承和被動軸承；

伴隨半導(dǎo)體、永磁體的發(fā)現(xiàn)，還可細分為永磁軸承、超導(dǎo)體磁軸承和電磁軸承。

飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)軸承系統(tǒng)的設(shè)計15

7.1飛輪儲能

機械軸承

在飛輪儲能系統(tǒng)中，主要的機械軸承為滾動和滑動軸承，其在系統(tǒng)中具有保護作用，而其他材料的軸承如陶瓷軸承則用于一些特殊的系統(tǒng)中。

優(yōu)點：機械軸承的結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝和拆卸，由于具有適于規(guī)模化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，維修也較為方便。缺點：機械軸承在運行過程中摩擦力大，因而也帶來了較大的運行損耗，當(dāng)用于高速飛輪儲能系統(tǒng)中時壽命折損問題較為突出。

飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)軸承系統(tǒng)的設(shè)計16

7.1飛輪儲能

磁懸浮軸承-被動磁軸承

在磁懸浮軸承中，沒有磁力控制的一類軸承被稱為被動磁軸承，其主要依靠磁場本身實現(xiàn)懸浮，不能實現(xiàn)對磁場強弱的調(diào)節(jié)。被動磁軸承包括永磁軸承和超導(dǎo)磁軸承兩種形式。。

永磁軸承：永磁軸承利用永磁體同性相互排斥、異性相互吸引的原理實現(xiàn)定、轉(zhuǎn)子之間的懸浮。超導(dǎo)磁軸承：通過超導(dǎo)電流在超導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的與外部磁場大小相等、方向相反的感應(yīng)磁場與磁體的磁場相互抵消，使超導(dǎo)體所受磁力的合力為零，因而能夠穩(wěn)定在懸浮狀態(tài)

飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)軸承系統(tǒng)的設(shè)計17

7.1飛輪儲能

磁懸浮軸承-主動磁軸承

主動磁軸承又被稱為電磁軸承，其主要原理是利用電流控制磁場的大小進而實現(xiàn)對軸承的穩(wěn)定懸浮控制。

改變電磁鐵中的電流可以對電磁鐵產(chǎn)生的電磁力大小進行控制，同時利用傳感器實時監(jiān)控軸承的位置變化情況；通過引入閉環(huán)負反饋控制，將觀測到的位置和電流信號傳入控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)對輸入電流大小的及時調(diào)整，直至軸承與轉(zhuǎn)軸之間能夠穩(wěn)定懸浮為止。

飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)軸承系統(tǒng)的設(shè)計18

7.1飛輪儲能

組合式軸承

為進一步實現(xiàn)各種軸承系統(tǒng)的優(yōu)勢互補，組合式軸承系統(tǒng)也應(yīng)運而生，通過采用組合軸承的方式以達到機械軸承和磁懸浮軸承優(yōu)勢互補的效果。

在組合中可以依據(jù)軸承的特點和實際工程需要，將其中一種軸承作為主軸承、而另一種作為輔助軸承，也可以分別充當(dāng)軸向和徑向軸承的角色，從而兼顧兩者的優(yōu)勢。飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)軸承系統(tǒng)的設(shè)計19

7.1飛輪儲能

電機系統(tǒng)具有電動機和發(fā)電機的雙重屬性，是完成飛輪儲能充電和放電過程中不可或缺的關(guān)鍵裝置。在充電模式下，電動機帶動飛輪轉(zhuǎn)軸不斷加速運轉(zhuǎn)，直至達到最大轉(zhuǎn)速；在放電模式下，飛輪轉(zhuǎn)速隨著發(fā)電機對外輸出電能而不斷降低。

在電機的設(shè)計或選擇中需考慮以下因素：電機成本空載損耗輸出特性轉(zhuǎn)換效率調(diào)速范圍

飛輪儲能中的關(guān)鍵技術(shù)電機系統(tǒng)的設(shè)計20

7.1飛輪儲能

目前飛輪儲能系統(tǒng)中的主流電機包括：?異步電機

?磁阻電機

?永磁電機飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)電機系統(tǒng)的設(shè)計21

7.1飛輪儲能電能變換器可輔助電機實現(xiàn)能量在不同形式之間相互轉(zhuǎn)換將電能轉(zhuǎn)化為機械能：對飛輪儲能系統(tǒng)輸入能量，電力電子轉(zhuǎn)換器對輸入的電流進行調(diào)整，通過AC-DC轉(zhuǎn)換驅(qū)動電機使飛輪的轉(zhuǎn)速增加，并確保飛輪安全和可靠運行；將能量以機械能存儲：飛輪以恒定不變的較高轉(zhuǎn)速運行以儲存動能，此階段為飛輪儲能的能量保持模式。將機械能轉(zhuǎn)化為電能：飛輪儲能系統(tǒng)向外釋放能量，當(dāng)能量通過電網(wǎng)供給負載時，需要通過電力電子轉(zhuǎn)換器將釋放的電能進行調(diào)整，使其與電網(wǎng)電壓保持同步后回饋至電網(wǎng)進而供給負載。飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)電能變換器控制技術(shù)

227.1飛輪儲能在飛輪高速旋轉(zhuǎn)的過程中，能量的損耗不僅包括機械摩擦損耗，還包括運行中的空氣阻力摩擦損耗。為了盡可能減小空氣阻力帶來的風(fēng)阻，通常需要將飛輪放入真空室內(nèi)從而降低風(fēng)阻，以保證設(shè)備的安全運行和降低事故的發(fā)生。

目前面臨的技術(shù)問題：如何在降低風(fēng)阻和維持較高的散熱性能之間達到平衡？

飛輪儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)真空室與冷卻系統(tǒng)

真空室的密封性飛輪儲能的散熱能力237.1飛輪儲能飛輪儲能的應(yīng)用

若電力因故障中斷持續(xù)5秒左右，傳統(tǒng)的備用柴油發(fā)電機需要10秒左右才能為電力負荷供電，在此階段可由飛輪儲能不間斷電源系統(tǒng)為負荷提供數(shù)十秒的高質(zhì)量短時電力保障。

不間斷高質(zhì)量供電在對核聚變能的研究中，需要向磁場線圈供電以產(chǎn)生和維持磁約束實驗環(huán)境，此實驗對電源的功率要求較高，采用大型飛輪儲能機組可實現(xiàn)大容量、短時的供電。

脈沖功率供電247.1飛輪儲能在車輛起動時，飛輪儲能輸出的機械能轉(zhuǎn)化為電能后，再通過供電實現(xiàn)電能到車輛動能的轉(zhuǎn)化；在制動時通過再生制動將車輛動能轉(zhuǎn)換成電能，并通過帶動電機轉(zhuǎn)動提高飛輪速度從而實現(xiàn)飛輪系統(tǒng)的儲能，達到能量回收的目的。

飛輪儲能的應(yīng)用機車能量再生利用采用飛輪儲能系統(tǒng)替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機作為車輛動力電池的想法，源于人們對能源日益短缺和環(huán)境污染問題的重視。車輛動力電池257.1飛輪儲能

電網(wǎng)的電力供應(yīng)和需求需要在任意時刻達到平衡，否則將引起電網(wǎng)電壓頻率出現(xiàn)波動，影響用電設(shè)備和電力設(shè)施的安全穩(wěn)定運行。

常規(guī)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方式如抽水蓄能電站、火電站等功率調(diào)整方式無法實現(xiàn)對電網(wǎng)頻率快速波動的及時響應(yīng)。飛輪儲能則具有充放電時間極快、功率密度大等優(yōu)勢，可以滿足電網(wǎng)的調(diào)頻需求。

飛輪儲能的應(yīng)用電網(wǎng)輔助調(diào)頻服務(wù)267.1飛輪儲能

飛輪儲能的發(fā)展前景

飛輪轉(zhuǎn)子的性能改進

未來提高飛輪儲能運行效率的關(guān)鍵方向在于通過對復(fù)合材料的選擇、加工以及結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造等一系列飛輪轉(zhuǎn)子制造流程進行改進。高速電機的研究

未來高速電機的研究在于如何在提高電機轉(zhuǎn)速的同時兼顧電機的散熱、強度以及損耗性能。新型磁軸承的發(fā)展

對于大容量飛輪儲能的軸承系統(tǒng)，如何在減少損耗以提高運行效率的同時降低運行成本是主要的發(fā)展方向之一。模塊化的運行技術(shù)

在模塊化運行技術(shù)中，如何提升飛輪儲能系統(tǒng)的功率和放電時間是未來飛輪儲能系統(tǒng)大型化的主要發(fā)展方向之一。

27

7.2超導(dǎo)儲能超導(dǎo)儲能系統(tǒng)，是通過超導(dǎo)體中的電磁能和電能之間的能量轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)能量存儲和釋放的儲能裝置，主要可以分為儲能和釋能兩個基本工作過程：儲能時，將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電存儲到超導(dǎo)線圈中，電能在該過程中轉(zhuǎn)化為超導(dǎo)線圈的電磁能。釋能時，超導(dǎo)儲能系統(tǒng)將儲存的電能經(jīng)控制變流器傳輸至負載，超導(dǎo)線圈中的電磁能在該過程中重新轉(zhuǎn)化為電能。

超導(dǎo)儲能的基本概念28

7.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能的分類超導(dǎo)儲能超導(dǎo)體的功能定位飛輪儲能系統(tǒng)超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)超導(dǎo)體的臨界溫度低溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)29

7.2超導(dǎo)儲能功率密度大

用于儲能的超導(dǎo)線圈的工作電流可達數(shù)百安甚至上千安，其功率密度非常高。響應(yīng)速度快電磁能到電能的轉(zhuǎn)換過程非常便捷，響應(yīng)速度可達ms級。使用壽命長超導(dǎo)儲能系統(tǒng)在運行過程中不涉及電化學(xué)反應(yīng)，除了真空和制冷系統(tǒng)外沒有機械接觸帶來的損耗，因而裝置使用壽命長，循環(huán)利用次數(shù)高。超導(dǎo)儲能的特點30

7.2超導(dǎo)儲能儲能效率高導(dǎo)線圈運行在超導(dǎo)狀態(tài)時電阻為零，因而不存在導(dǎo)體發(fā)熱引起的熱損耗，所以能在長時間內(nèi)無損耗地儲存能量，其儲能效率超過90%。環(huán)境依賴小

相比于抽水蓄能等儲能技術(shù)，超導(dǎo)儲能對安裝和使用環(huán)境的要求較低，且具有對環(huán)境影響小、便于維護等優(yōu)勢。運行控制靈活

由于超導(dǎo)儲能可以獨立地在大范圍內(nèi)選取其儲能與功率調(diào)制系統(tǒng)的容量，因此可將其建成大功率和大能量系統(tǒng)。

超導(dǎo)儲能的特點31

7.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能工作原理工作原理超導(dǎo)儲能裝置工作時，需先在超導(dǎo)線圈內(nèi)儲存一定的能量，再通過控制變流器實現(xiàn)與外部的功率交換。超導(dǎo)儲能系統(tǒng)中的超導(dǎo)線圈在超導(dǎo)態(tài)電阻為零，通入直流電流時不會產(chǎn)生焦耳熱損耗。因此，為了提高能量轉(zhuǎn)化效率，超導(dǎo)儲能采用直流供電方式。

E

電磁能(J)L

超導(dǎo)線圈電感(H)I

超導(dǎo)線圈電流(A)E

電磁能(J)L

超導(dǎo)線圈電感(H)I

超導(dǎo)線圈電流(A)32任務(wù).1房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)認知任務(wù)情境近年來，我國的房地產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，商品房市場及其價格變化受到了社會的廣泛關(guān)注，成為社會熱點話題，可以說房地產(chǎn)市場牽動著千家萬戶的切身利益。本項目將以一個房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)為例，解析房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的典型經(jīng)營業(yè)務(wù)，有利于你在了解了房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的經(jīng)營業(yè)務(wù)及其成本核算方法后，加深對房地產(chǎn)市場的理解和分析。在本任務(wù)單元，你需要從了解房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的經(jīng)營活動及其特點入手，對房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的業(yè)務(wù)核算有初步的了解。一、房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的主要經(jīng)營業(yè)務(wù)房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的主要業(yè)務(wù)任務(wù)5.1房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)認知一、房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的主要經(jīng)營業(yè)務(wù)房地產(chǎn)開發(fā)的過程

投資機會選擇和決策階段招投標(biāo)及合同簽訂階段建設(shè)施工階段銷售或出租階段售后服務(wù)階段任務(wù)5.1房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)認知一、房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的主要經(jīng)營業(yè)務(wù)房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的經(jīng)營特點

任務(wù)5.1房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)認知二、房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)典型業(yè)務(wù)的核算特點會計核算周期較長

開發(fā)經(jīng)營業(yè)務(wù)復(fù)雜資金需求量大任務(wù)5.1房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)認知任務(wù)5.2房地產(chǎn)開發(fā)成本的核算任務(wù)情境隨著現(xiàn)代化城市的發(fā)展，房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)開發(fā)的居民小區(qū)相較于傳統(tǒng)的居民住宅，其房屋設(shè)計更加合理，配套設(shè)施更加完善，環(huán)境更加賞心悅目。這也使房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的開發(fā)經(jīng)營業(yè)務(wù)綜合性更強、涉及面更廣，其開發(fā)成本的核算內(nèi)容和核算過程都更為復(fù)雜。本任務(wù)單元將以銀河房地產(chǎn)開發(fā)公司開發(fā)的麗園小區(qū)為例，完整介紹房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)成本的核算過程和核算方法。通過學(xué)習(xí)本任務(wù)單元，你應(yīng)能從總體上掌握房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的成本核算原理，并結(jié)合典型的房地產(chǎn)開發(fā)業(yè)務(wù)，對各類開發(fā)產(chǎn)品進行成本核算。

一、房地產(chǎn)開發(fā)成本核算概述成本核算對象開發(fā)項目的成本核算對象是指在房地產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)過程中，為了歸集和分配費用而確定的費用承擔(dān)者，即以什么項目為對象來歸集分配開發(fā)費用。

①以開發(fā)項目的開發(fā)順序分階段作為成本核算對象②以開發(fā)項目的單項工程為成本核算對象③以同一開發(fā)地點的若干群體開發(fā)項目為成本核算對象④按區(qū)域、部位、開發(fā)期作為成本核算對象任務(wù)5.2房地產(chǎn)開發(fā)成本的核算

一、房地產(chǎn)開發(fā)成本核算概述開發(fā)成本的構(gòu)成內(nèi)容開發(fā)產(chǎn)品成本按用途劃分（1）土地開發(fā)成本（2）房屋開發(fā)成本（3）配套設(shè)施開發(fā)成本（4）代建工程開發(fā)成本任務(wù)5.2房地產(chǎn)開發(fā)成本的核算

一、房地產(chǎn)開發(fā)成本核算概述開發(fā)成本的構(gòu)成內(nèi)容開發(fā)產(chǎn)品成本按成本項目劃分（1）土地征用及拆遷補償費（2）前期工程費（3）基礎(chǔ)設(shè)施費（4）建筑安裝工程費（5）配套設(shè)施費（6）開發(fā)間接費任務(wù)5.2房地產(chǎn)開發(fā)成本的核算

一、房地產(chǎn)開發(fā)成本核算概述開發(fā)成本核算的賬戶設(shè)置“開發(fā)成本”賬戶成本類賬戶。主要用來核算企業(yè)在土地、房屋、配套設(shè)施和代建工程的開發(fā)過程中所發(fā)生的各項費用?！伴_發(fā)間接費用”賬戶成本類賬戶。用來核算企業(yè)內(nèi)部獨立核算單位，為開發(fā)產(chǎn)品而發(fā)生的各項間接費用，該賬戶的借方登記發(fā)生的各項間接費用，貸方登記分配結(jié)轉(zhuǎn)的開發(fā)間接費，該賬戶期末無余額?！伴_發(fā)產(chǎn)品”賬戶資產(chǎn)類賬戶，用來核算企業(yè)已完工開發(fā)產(chǎn)品的實際成本。任務(wù)5.2房地產(chǎn)開發(fā)成本的核算7.2超導(dǎo)儲能超導(dǎo)儲能構(gòu)成超導(dǎo)線圈超導(dǎo)線圈因其通入電流后會形成磁場而又被稱作超導(dǎo)磁體，是超導(dǎo)儲能系統(tǒng)中的核心部件。超導(dǎo)線圈電流密度大、幾乎無損耗，因而由超導(dǎo)線圈構(gòu)成的超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的儲能密度在108J/m3量級。變流器超導(dǎo)磁儲能所采用的AC/DC變流器實現(xiàn)了超導(dǎo)線圈和外部交流電網(wǎng)之間的連接，是超導(dǎo)儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間功率交換的橋梁。變流器采用由電力電子器件組成的開關(guān)電路，從電路拓撲結(jié)構(gòu)角度來看，主要包括電壓型和電流型兩大類。437.2超導(dǎo)儲能超導(dǎo)儲能構(gòu)成失超保護系統(tǒng)超導(dǎo)體的運行狀態(tài)受到電流、磁場及溫度等因素的影響，一旦不能滿足超導(dǎo)條件，將會失去超導(dǎo)狀態(tài)，即發(fā)生失超問題。發(fā)生失超的導(dǎo)體部位會存在電阻特性。在有較大電流流過時，由于導(dǎo)體的焦耳熱效應(yīng)會使得局部溫度過高。當(dāng)相鄰部位的溫度也超過超導(dǎo)材料的臨界溫度時，就會導(dǎo)致整個導(dǎo)體都由于溫度過高而失超。（1）失超原因：由于超導(dǎo)材料具有各向異性，使得超導(dǎo)材料的局部性能可能存在缺陷，如：臨界溫度較高等。除了超導(dǎo)材料本身的缺陷，系統(tǒng)線路中的線路干擾和導(dǎo)線受磁場力作用下的運動等一些外部干擾也會引起失超的發(fā)生。此外，超導(dǎo)線圈中的電流突然升高時可能會破壞維持超導(dǎo)的電流條件，從而發(fā)生失超現(xiàn)象。447.2超導(dǎo)儲能超導(dǎo)儲能構(gòu)成失超保護系統(tǒng)（2）失超檢測：通過對系統(tǒng)中的環(huán)境變化如溫度、壓力等因素進行測量，可以檢測失超是否發(fā)生。目前的失超檢測方法主要有以下幾種：A.溫度測量：超導(dǎo)體發(fā)生失超時，零阻態(tài)會轉(zhuǎn)變?yōu)橐话銧顟B(tài)，由于電流的焦耳熱效應(yīng)導(dǎo)致溫度升高。因此通過監(jiān)測超導(dǎo)體各部位是否有明顯的局部溫度升高現(xiàn)象，可判斷是否發(fā)生失超。B.氣壓測量：超導(dǎo)體發(fā)生失超時超導(dǎo)線圈會發(fā)熱，氣體吸熱后體積膨脹使得冷卻系統(tǒng)中的氣壓增大，因此通過壓力傳感器檢測壓力的變化可判斷是否發(fā)生失超。454647487.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能構(gòu)成失超保護系統(tǒng)C.電壓測量：超導(dǎo)體發(fā)生失超時，導(dǎo)體線圈具有電阻，通過測量線圈電壓的變化可作為是否發(fā)生失超的判斷依據(jù)。該方法與溫度測量法類似，需在各個線圈上設(shè)置傳感器，檢測成本相應(yīng)偏高。D.橋式電路測量：在超導(dǎo)磁體的中心安裝一個抽頭，與兩個電阻和一個電流計組成一個橋式電路。失超發(fā)生時，電流計偏轉(zhuǎn)。橋式電路檢測法安裝和使用較簡單.不需要電壓傳感器。需要指出的是橋式電路的靈敏度非常高，易受噪聲信號干擾。E.超聲波信號測量：用超聲波信號對冷卻系統(tǒng)的輸入輸出狀態(tài)進行檢測，通過其傳遞函數(shù)的變化情況判斷失超。497.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能構(gòu)成失超保護系統(tǒng)（3）失超保護：對超導(dǎo)磁體采取有效的保護措施以保證設(shè)備安全可靠運行，保護的主要目的是轉(zhuǎn)移失超磁體中的電流從而避免焦耳熱在線路上的釋放。主要保護手段有如下四種。A.并聯(lián)外部電阻保護：將超導(dǎo)體與電阻R并聯(lián)，正常狀態(tài)下超導(dǎo)體的電阻為零，相當(dāng)于電阻R被短路；當(dāng)超導(dǎo)體發(fā)生失超時，將開關(guān)斷開，由線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，從而釋放電能，電阻R越大，其放電速度也越快，避免了超導(dǎo)體本身溫度過高。507.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能構(gòu)成失超保護系統(tǒng)

517.2超導(dǎo)儲能超導(dǎo)儲能構(gòu)成失超保護系統(tǒng)C.內(nèi)部分段并聯(lián)電阻保護：引入一系列電阻與超導(dǎo)線圈進行分區(qū)并聯(lián)，當(dāng)其中的一部分線圈失超時，與該段并聯(lián)的電阻會釋放能量從而使相鄰段的超導(dǎo)線圈也發(fā)生失超，從而將能量釋放。D.并聯(lián)二極管保護：當(dāng)失超發(fā)生時，二極管導(dǎo)通，超導(dǎo)線圈通過二極管續(xù)流，能量在線圈內(nèi)部釋放。527.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能構(gòu)成冷卻系統(tǒng)

為了保證超導(dǎo)體穩(wěn)定維持在超導(dǎo)態(tài)，無論是低溫超導(dǎo)材料還是高溫超導(dǎo)材料，都需要將其置于低溫冷卻環(huán)境中。超導(dǎo)磁體冷卻流程制冷機的一級冷頭對電流引線和冷屏實施冷卻，二級冷頭則通過導(dǎo)冷板、導(dǎo)冷桿和導(dǎo)冷片對磁體進行傳導(dǎo)冷卻。超導(dǎo)磁體冷卻途徑液體冷卻和直接(傳導(dǎo)）冷卻。液體冷卻操作不夠簡便、需花費較高成本。直接冷卻較為方便快捷，但是需要通過消耗額外能量維持制冷機的正常運轉(zhuǎn)。537.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能構(gòu)成控制系統(tǒng)

超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)的突出優(yōu)勢在于對功率快速交換的實現(xiàn)，同時還可以實現(xiàn)四象限范圍內(nèi)獨立運行功率交換。因此，控制系統(tǒng)需保證其控制器設(shè)計與控制策略使得超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)平穩(wěn)接入電網(wǎng)，并根據(jù)需求改善電力系統(tǒng)性能，從而最大程度地發(fā)揮超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的突出優(yōu)勢。目前的控制策略主要可分為以下幾類：（1）基于物理模型的控制方式。例如經(jīng)典PID、變參數(shù)PID、局部線性化、反饋線性化、變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)非線性控制等。（2）綜合控制方式。包括模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法和專家控制系統(tǒng)等。54

7.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能工作流程

55

7.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能的應(yīng)用平滑可再生能源出力超導(dǎo)儲能具有響應(yīng)速度快、功率密度大的優(yōu)勢，可作為可再生能源與電網(wǎng)之間的“能量緩沖器”，在提高能量利用率的同時平滑可再生能源的出力。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性超導(dǎo)儲能具有快速響應(yīng)的優(yōu)勢，可在由可再生能源并網(wǎng)引起系統(tǒng)短時功率不平衡的情況下彌補不平衡功率，亦可維持微電網(wǎng)的暫態(tài)功率平衡。56

7.2超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能的發(fā)展前景大容量高溫超導(dǎo)磁體將多個高溫超導(dǎo)磁體進行并聯(lián)，可實現(xiàn)電流高達千安級別的大容量高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)，由于材料差異可能導(dǎo)致電流分配不均，甚至發(fā)生失超，因此需重點考慮高溫超導(dǎo)材料選擇。超導(dǎo)磁儲能低溫高壓絕緣超導(dǎo)磁儲能在充放電的過程中會產(chǎn)生交流損耗，溫度升高可能導(dǎo)致制冷劑中產(chǎn)生氣泡。使得高壓產(chǎn)生的強電場下會使系統(tǒng)的絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而對絕緣性能產(chǎn)生重要影響。超導(dǎo)儲能在線監(jiān)測與控制臨界失超狀態(tài)下的超導(dǎo)磁體所發(fā)出的失超電壓信號比正常狀態(tài)下較為微弱，如何將微弱的信號從高頻高壓方波脈沖信號中提取出來也成為失超預(yù)警與保護的關(guān)鍵。高效低溫制冷系統(tǒng)超導(dǎo)磁體必須工作在低溫狀態(tài)下才能保持超導(dǎo)狀態(tài)，高效率的低溫杜瓦和制冷機等冷卻設(shè)備與降低低溫制冷系統(tǒng)的損耗是維持低溫環(huán)境的關(guān)鍵。57

7.3超級電容

超級電容概述

超級電容器又名電化學(xué)電容器，是一種主要依靠雙電層和氧化還原贗電容電荷儲存電能的新型儲能裝置。

與傳統(tǒng)的化學(xué)電源不同，超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的電源，既具有電容器快速充放電的特性，又具有電池的儲能特性。58

7.3超級電容

超級電容的基本概念

在眾多的儲能器件中，超級電容器具有優(yōu)良的脈沖充放電性能，功率密度高于蓄電池，能量密度又高于傳統(tǒng)電容。此外，超級電容器充放電效率高（大于90%），壽命超長（百萬次以上），適用溫度范圍寬（-40~70°C）。超級電容器在電力、工業(yè)、交通等領(lǐng)域，包括現(xiàn)今廣泛應(yīng)用的移動電子設(shè)備、電力系統(tǒng)的元器件和新能源汽車下一代能量儲存系統(tǒng)等方面，取得了不少商業(yè)化的應(yīng)用。59

7.3超級電容

超級電容的分類60

7.3超級電容超級電容的特點

61

7.3超級電容

超級電容的特點環(huán)境適應(yīng)性強

受到溫度的影響較少，溫度適應(yīng)范圍較寬。環(huán)境污染小

不涉及重金屬等對環(huán)境有害的化學(xué)原料，對環(huán)境造成的污染很小，是一種綠色環(huán)保的儲能裝置。維護成本低

深度充放電次數(shù)較高，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)可以達到1~50萬次充電。62

7.3超級電容

超級電容的特點能量密度低

在儲存能量相同的情況下，超級電容的能量密度僅為鉛酸電池等的20%左右，而超級電容在體積、質(zhì)量和占地面積方面都比蓄電池大很多，因而帶來了更大的運行成本。端電壓波動性強

在充放電過程中超級電容端電壓會不斷變化，需要額外配置電力電子器件保證輸出電壓的穩(wěn)定。63

7.3超級電容雙電層電容器的工作原理雙電層電容器通過電極與電解液形成的界面雙電層來收藏電荷從而實現(xiàn)能量的儲存。在外加電場作用下，電極之間形成由正極指向負極的電勢差，電解液中的陰陽離子在電場力作用下向具有相反極性的電極移動。當(dāng)正極聚集大量陰離子、負極板聚集大量陽離子時，在電極表面與電解液之間形成了兩個集電層64

7.3超級電容雙電層電容器的工作原理充電過程放電過程正極電勢提高而負極電勢降低，界面上的電荷也相應(yīng)地增加或減少。撤掉外電場后，電荷受到極板的吸引力，因此電解液中的陰陽離子不會離開雙電層，從而可以維持兩極板間電勢差的穩(wěn)定，實現(xiàn)電容的充電過程。在雙電層電容器放電過程中，極板上的電子經(jīng)過外部負載電路回到正極實現(xiàn)電荷中和，從而破壞了原來的雙電層結(jié)構(gòu)，使得極板電勢差逐漸降低。此時，陰陽離子也重新回到電解液中，實現(xiàn)電容的放電過程，放電持續(xù)至電勢差降為零即結(jié)束。65

7.3超級電容雙電層電容器的工作原理

66

7.3超級電容解：

由電容計算公式得：

可見其電容值遠高于傳統(tǒng)物理電容器

該超級電容儲存能量為：

67

7.3超級電容法拉第電容器的工作原理法拉第電容器又被稱為贗電容器。不同于雙電層電容，法拉第電容通過化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)儲能。充電時，對電容器施加外電壓，電解液中的離子遷移到電極表面，并通過氧化還原反應(yīng)進入活性物質(zhì)中，從而實現(xiàn)電荷的儲存；放電時，活性物質(zhì)體相中的離子又通過氧化還原的逆反應(yīng)進行脫嵌而回到電解液中。同時，儲存的電