HTS-SMES磁體暫態(tài)電壓分布的研究.pdf

1、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（Superconducting Magnetic Energy Storage，SMES）系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、儲(chǔ)能密度大、損耗小等優(yōu)良的特性在儲(chǔ)能技術(shù)中占據(jù)著重要的地位。然而其在運(yùn)行過(guò)程中，由于與儲(chǔ)能磁體相連的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般是采用基于高頻開(kāi)關(guān)器件的PWM（Pulse-width Modulation）變流器，在改善控制效果的同時(shí)將高頻電壓分量引入了磁體系統(tǒng)內(nèi)。這些高頻分量加劇了磁體端部以及內(nèi)部的電壓振蕩，使繞組內(nèi)部電壓分布

2、變得不均勻，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致個(gè)別繞組承受極高的電應(yīng)力，從而加速絕緣材料的老化，進(jìn)一步威脅磁體運(yùn)行的安全性。因此需要對(duì)磁體以及整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行高頻暫態(tài)建模，并分析影響系統(tǒng)電壓分布的因素。本文主要完成的工作如下：
　?。?）建立高溫 SMES磁體的高頻暫態(tài)模型，研究磁體繞組參數(shù)的計(jì)算方法；通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)各類(lèi)計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比分析，綜合考慮計(jì)算量和誤差等因素并提出磁體繞組參數(shù)計(jì)算的優(yōu)化算法；建立線(xiàn)性時(shí)不變模型，對(duì)所提出的磁體暫態(tài)模型的等效電路進(jìn)行

3、求解，解析出每個(gè)單元的電壓電流分布結(jié)果，并設(shè)計(jì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)對(duì)該高頻暫態(tài)模型及算法進(jìn)行對(duì)比分析和準(zhǔn)確性評(píng)估。
　?。?）研究高頻 PWM脈沖電壓通過(guò)電纜傳輸時(shí)的反射和折射特性，建立電纜暫態(tài)模型并加入SMES系統(tǒng)的電壓分布研究中；在建立的SMES系統(tǒng)模型上，定量分析系統(tǒng)內(nèi)各因素對(duì)磁體端部及內(nèi)部電壓分布產(chǎn)生的影響。
　?。?）在磁體電壓分布特性研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步指導(dǎo) SMES裝置的綜合設(shè)計(jì)：對(duì)磁體電磁設(shè)計(jì)的多種優(yōu)化方案分別進(jìn)行暫態(tài)建模