超导磁储能磁体运行特性分析及其实验测试系统

发布时间：2017-09-30 20:05

  本文关键词：超导磁储能磁体运行特性分析及其实验测试系统

  更多相关文章： 超导磁储能装置 LabVIEW 磁感应强度计算模型 交流损耗计算模型 测量平台

【摘要】：随着供电质量和稳定性要求的不断提高,超导磁储能技术因其特有的储能优势而备受各国重视。本论文从超导磁储能系统原理出发,详细研究了超导磁储能如何解决电力系统中出现的各种问题,并搭建了能量交互电路模型,获得了超导磁体的各特性参数计算模型。以LabVIEW技术为依托,开发了用于该储能装置能量交互实验的测控平台,并进行了实验验证。本文的主要工作内容为:1.从超导磁储能系统的基本原理出发,构建了桥式斩波电路充电,储能,放电的Simulink仿真模型,从超导磁储能能量交互原理出发,提炼了超导磁储能系统如何解决各种电力系统中的本质问题,并构建了能量交互电路模型,为研究实际磁储能装置的工作特性提供了便利条件。2.提出了两种用于计算磁体任意点处磁感应强度的计算方法,根据两种方法的计算原理分别构建了数值计算模型,并提出了一种磁体细分技术,并将其应用于计算模型提高其计算精度,并将两种计算模型的计算结果进行了对比,在不影响计算精度的情况下,快速计算法可以大大节省计算时间。然后提出了磁体的自感及互感计算模型,从而提出了一种利用两者参数匹配来设计磁体结构的方法。3.在磁场计算模型的基础上,以理论技术为依托,进一步研究其与超导特性相关的计算模型,如超导临界电流计算模型,超导n值计算模型及超导交流损耗计算模型,能真实反应出各参数在超导带材中每层的分布情况,为研究人员进一步分析超导磁体的超导特性提供了便捷方法。4.以LabVIEW平台为基础,构建了一个用于超导磁储能装置实验的测控平台,并提出了一种用于模拟超导磁储能装置各种能量交互过程的方法,一方面为超导磁储能装置用于并网测试实验验证提供了便捷方法并获得了数据支持;另一方面,能有效的验证超导储能装置在解决功率波动的效率。此测控平台还可以用于测量超导带材的临界电流,伏安特性曲线等。通过各种计算模型,可以从理论计算和仿真分析的角度来对超导磁体特性进行分析;通过实验平台从实验的角度,进一步对超导磁体特性进行验证和测试。
【关键词】：超导磁储能装置 LabVIEW 磁感应强度计算模型 交流损耗计算模型 测量平台
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM265
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 超导磁储能系统研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文主要工作12-14
• 第二章 超导磁储能装置原理介绍及数学建模14-27
• 2.1 超导磁储能系统基本原理14
• 2.2 超导磁储能系统基本理论14-20
• 2.2.1 充电及储能运行模式分析14-16
• 2.2.2 放电运行模式分析16-20
• 2.3 超导磁储能系统的能量交互理论20-26
• 2.3.1 能量交互过程基本原理分析20-24
• 2.3.2 能量交互过程电路模型建立24
• 2.3.3 能量交互模型应用24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 磁体磁感应强度及磁体自感互感计算27-40
• 3.1 磁体磁感应强度计算及分析27-37
• 3.1.1 磁感应强度计算的基本原理27-28
• 3.1.2 Matlab程序设计28-30
• 3.1.3 磁感应强度快速计算原理30-32
• 3.1.4 计算结果及分析对比32-37
• 3.2 储能磁体线圈自感及互感计算37-39
• 3.2.1 线圈自感计算37
• 3.2.2 线圈互感计算37-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 超导磁储能磁体的超导特性分析40-51
• 4.1 超导临界参数40-41
• 4.2 超导体的各向异性41-43
• 4.3 交流损耗43-46
• 4.3.1 磁滞损耗43-44
• 4.3.2 耦合损耗44-45
• 4.3.3 涡流损耗45-46
• 4.3.4 磁阻损耗46
• 4.4 交流损耗计算及结果分析46-50
• 4.4.1 磁滞损耗计算结果分析46-48
• 4.4.2 磁阻损耗计算结果分析48-49
• 4.4.3 耦合损耗及涡流损耗计算结果分析49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 基于LABVIEW的控制测试平台建立及实验验证51-71
• 5.1 基于LABVIEW的SMES测控实验平台概述51-52
• 5.2 能量交互电路设计52-55
• 5.2.1 桥式直流斩波器52
• 5.2.2 等效负载网络52-53
• 5.2.3 失超检测及保护53-54
• 5.2.4 数字化控制电路54-55
• 5.3 虚拟仪器程序设计55-60
• 5.3.1 磁场采集模块56
• 5.3.2 电压采集模块56-57
• 5.3.3 温度采集模块57-60
• 5.4 一种模拟能量交互测试系统设计60-64
• 5.5 测试结果及分析64-70
• 5.5.1 模拟能量交互测试实验64-67
• 5.5.2 实际能量交互测试实验67-70
• 5.6 本章小结70-71
• 第六章 全文总结及工作展望71-73
• 6.1 全文总结71
• 6.2 后续工作展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间取得的成果78-79

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 魏蔚;罗映红;张爽;魏东明;;1.5MJ级超导储能磁体漏磁屏蔽方案的研究[J];低温与超导;2014年06期

2 杜蛟;束洪春;曹昆南;董俊;;五柱式超导变压器磁路饱和特性分析[J];低温与超导;2014年10期

3 张敬伟;唐跃进;邓序之;任丽;王作帅;龚羽赫;苏路顺;;扭转下高温超导带材临界电流特性研究[J];低温与超导;2015年05期

4 丁立晴;张京业;辛昭昭;张润理;戴少涛;王玉平;;1MJ/0.5MW传导冷却高温超导储能-限流磁体的传热分析[J];低温与超导;2015年06期

5 夏芳敏;高琳;王醒东;张恩;;超导电力装置及发展状况[J];电工材料;2014年05期

6 金建勋;游虎;姜在强;陈正华;魏子强;邢云琪;杜伯学;;高温超导电缆发展及其应用概述[J];南方电网技术;2015年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 窦建中;高温超导环型磁体电磁结构优化设计[D];华中科技大学;2013年

2 桂志兴;Au/YBCO超导薄膜限流器的关断特性研究[D];西南交通大学;2014年

3 张婕;YBCO超导开关的特性研究[D];西南交通大学;2014年

4 戴婧姝;基于FBG的高温超导带材交流损耗的实验研究[D];华北电力大学;2014年

5 赵伟杰;35kV/4kA冷绝缘高温超导直流电缆导体的设计研究[D];华北电力大学;2014年

6 夏立萌;基于高温超导涂层导体和低温超导体的复合超导体的研究[D];华北电力大学;2014年

7 郭伟;YBCO复合导体的设计及其性能测试[D];华北电力大学;2014年

，

本文编号：950124