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。     

基于能量函数的SMES优化布局研究

SMES的快速功率响应特性可以实现电力系统的主动致稳,为电力系统稳定问题提供有效的解决途径。分布式SMES的布局作为SMES应用过程中一个关键问题,是其在电力系统中实现工程化应用的重要技术课题。文中采用能量函数方法,对分布式SMES的布局问题进行研究。首先采用暂态能量函数法进行故障扫描,然后分析网络中暂态能量的分布特性,将电力系统的全局稳定性问题映射于网络局部的稳定性问题,确定系统的薄弱环节,在此基础上提出多机系统中的SMES优化布局方案。基于三机九母线系统模型进行仿真,验证了本方案的有效性。     

窄堆线的堆叠方式对高温超导管内电缆导体临界电流的影响

为了提高超导缆线的结构性能,将利用2mm宽的超导带材形成窄堆线,并将其嵌入到开槽铝管中,制备成一种基于窄堆线的高温超导管内电缆导体。通过临界电流测量实验,研究了不同带材根数和不同扭绞节距对高温超导管内电缆导体临界电流的影响。结果表明,扭绞节距一定时,带材堆叠根数越多,临界电流折损率越大;当扭绞节距最小为100mm时,超导窄堆线依旧能保持良好超导特性,且临界电流未发生较大折损。     

超导同步调相机低温系统设计与试验研究

超导同步调相机是一种用于电力系统的新型动态无功补偿设备, 具有高效、 快速响应等优点. 本文描述了10 Mvar 高温超导同步调相机的总体结构, 励磁绕组采用 YBCO 高温超导带材绕制而成, 通过循环的20 K 冷氦气进行冷却. 低温系统主要包含3 台制冷机、1 台氦气泵、 冷头换热器及其他辅助设备, 通过旋转密封装置与电机转子部分进行连接. 本文重点介绍了低温系统的设计方法, 包括转子、 绝热力矩管和电流引线等关键部位漏热和氦气管路流阻的计算方法, 并通过多次降温试验进行实验验证. 通过对带负载试验结果分析得出: 存在最优的氦气压力和氦气泵转速运行参数, 使得电机转子部分获的最佳冷却效果. 通过与300 kvar 高温超导同步调相机的耦合测试发现, 所研制的低温系统可将转子系统冷却至22.4 K, 满足调相机应用中对低温环境的要求.