微型SMES用超导储能磁体试验研究

超导储能磁体是超导储能系统(SMES)的关键部件,因此有必要在SMES系统运行前对超导储能磁体进行系统试验研究.本文以第二代高温超导(YBCO)线材设计制作的超导储能磁体为试验对象,通过降温试验、临界电流测试、储能量测试和对地绝缘测试等试验测试并分析了超导储能磁体的电气和低温绝缘性能.试验结果表明:超导储能磁体基本性能...     

超导储能磁体的失超保护装置

根据电力系统对超导储能(SMES)装置的要求,并针对中国电力科学研究院制备的YBCO和BSCCO超导储能磁体失超的特点,作者研制了一套数字式失超保护装置.该装置采用数字信号处理技术(DSP)进行算法实现,通过对失超触发事件进行处理来控制保护电路的动作;同时,进行人机界面的开发,用于监测工作环境、失超保护电路及超导磁体的工作状态.最终,该装置通过了SMES系统动模试验,从而验证了其有效性.     

基于PWM整流器双闭环控制的超导电磁储能功率调节器的研究

本文基于电压型超导电磁储能系统(Superconducting Magnet Energy Storage,简称SMES)的基本结构和工作原理,结合脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)整流器的应用,建立了三相电压型PWM整流器控制的超导电磁储能系统的数学模型.设计了具有前馈解耦控制的PWM整流器双闭环控制系统,并运用Mat-lab/Simulink仿真分析软件对基于PWM整流器的超导电磁储能双闭环控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明PWM整流器双闭环控制策略应用于SMES电压型SMES功率控制器比直接电流控制等传统的控制策略反应速度更快,向电网注入谐波电流更小,有利于提高了电网的稳定性.     

含超导磁储能装置的电力系统关键技术研究

超导磁储能系统(SMES)因其响应速度快,能够灵活地对有功、无功功率进行独立控制等特点,在电力系统中具有良好的应用前景。简要介绍了超导磁储能装置的应用现状;从装置及系统两个层面分析了SMES应用的关键技术问题;结合新能源发电及新型用电负荷探讨了SMES未来的应用场景。     

超导储能系统用斩波器的原理及设计

超级储能系统(SMES)的特点是,储能密度大,超导电阻为零,并且容易控制.这使得超导储能不仅能在微秒、毫秒放电领域与电容器竞争,在秒级放电领域与旋转储能装置和电池组竞争,而且使它能在其他许多领域大显身手.本文介绍了超导储能系统(SMES)用斩波器的原理和特点.根据超导储能磁体的要求,提出了一种适用于超导储能用斩波器的电路拓扑结构,并分析了斩波器的工作原理和特点.通过计算机仿真验证了峰值电流控制方式的正确性.     

螺管型NbTi储能磁体的优化及尺寸效应

储能系统是改善供电质量,保证工作系统可靠运行的重要装置.超导储能(SMES)的核心部件是超导磁体.储能范围1MJ～100MJ的小型或微型SMES近年得到特别的重视.本文讨论了螺管型铌钛SMES磁体的尺寸参量对储能水平和储能密度的影响,给出了小型SMES螺管磁体的尺寸与储能水平的关系曲线,提出了该类磁体在较大储能范围内快速确定设计方案的简便方法.     

微网超导储能电流型变流器的FABP-PID控制

超导磁储能(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)技术所具有的高效性、响应快、无限循环等特征与可再生能源下的微电网结合有重要价值,应设计优秀的算法用以控制变流器,并调整微电网运行中所存在的波动性与不稳定性。由此,提出FABP-PID下的微网超导储能电流型变流器的控制方法,该方法融合复合载波PID控制,模糊控制与ABP神经网络的控制思想,并充分考虑了被控对象的拓扑构造和工作模式,以及三相五电平CSI的电流特征。通过35 kJ/7 kW超导磁储能微电网实验系统所获得实验结果表明,所产生的交直流纹波小,波形不易发生畸变且调整速率较快;当发生扰动时,所控制的SMES型微电网系统稳定性较好。     

模块化高温超导磁储能系统辅助微网模式切换的应用研究

超导磁储能系统(SMES)由于具有快速响应能力和较高的储能密度,能够有效地平衡微电网中分布式电源与负荷之间的不平衡功率。近年来随着微电网规模的扩大,单台SMES由于容量限制,难以满足储能需求。本文引入模块化超导磁储能系统,并在Matlab/Simulink平台搭建微网模型,进行仿真实验,仿真结果显示模块化SMES能够增大微电网在并网/孤岛运行模式切换过程中的惯性,提高微电网的功率调节能力,保证微电网的安全稳定运行。     

0.5MJ高温超导储能磁体设计分析与研究

高温超导储能磁体(HTS-SMES)是电力系统中的重要应用.文中设计了一种0.5MJ级SMES装置,采用YBCO高温超导带材绕制为14组线圈饼,每组线圈饼由四个单饼线圈组成,设计工作温度为20K,工作电流100A.SMES装置在运行时,中心磁场接近3T,保证高磁场下YBCO带材的临界电流是SMES装置正常运行的必要条件.文中通过有限元的方法分析了运行工况下SMES装置的漏磁场,线圈内磁感应强度的分布,在该磁场条件下带材性能满足运行条件.通过电磁,结构耦合计算与冷却过程的应力分析,得到了线圈上的米塞斯应力与形变,满足储能磁体运行的条件,可以为SMES装置的设计和运行提供参考.     

100kJ高温超导储能磁体电磁分析及研究

超导磁储能系统(SMES)是超导在电力领域的一个重要应用。文中介绍的100k J SMES磁体由30个Bi2223/Ag带材绕制的双饼线圈组成,设计工作温度20K,工作电流200A。SMES在运行时,磁体不同位置的带材所受到的磁场的大小和方向不同,其临界电流退化程度也不相同。保证一定的临界电流裕度是磁体稳定工作的前提。文中通过有限元法计算了磁体的磁场分布,分析了磁体的临界电流裕度以及磁体在不同温度下的临界电流。结果表明,磁体在设计工况下电流裕度可达57.5%。计算结果可以为SMES磁体的设计和运行提供参考。