儲(chǔ)能電感充放電控制及應(yīng)用.pdf

1、電感儲(chǔ)能技術(shù)是利用電感線圈將電網(wǎng)中的能量以電磁能的形式存儲(chǔ)起來，在需要時(shí)將電磁能返送回電網(wǎng)或作其他用途的儲(chǔ)能技術(shù)，通常也叫（電）磁儲(chǔ)能，對(duì)常導(dǎo)電感線圈而言,由于其本身的內(nèi)阻較大,自身損耗較大,不能實(shí)現(xiàn)有效能量存儲(chǔ)。隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,超導(dǎo)電感儲(chǔ)能（SMES:Superconducting electromagnetic energy storage）越來越凸現(xiàn)其優(yōu)越性，相對(duì)于其它儲(chǔ)能技術(shù)而言，因其儲(chǔ)能容量大、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，因而其在電力

2、系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、超導(dǎo)托卡馬克裝置、脈沖電源、不間斷供電電源等方面都有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　本論文首先在參閱近幾十年來國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，討論了超導(dǎo)磁儲(chǔ)能裝置的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并介紹了超導(dǎo)儲(chǔ)能的基本原理及其結(jié)構(gòu)，對(duì)超導(dǎo)儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)作了廣泛的研究。然后，在理想情況下分析了電磁儲(chǔ)能的充電、儲(chǔ)能和放電過程，即能量存儲(chǔ)和釋放過程。為了研究電路參數(shù)對(duì)儲(chǔ)能過程的影響，本文提出了一個(gè)電磁儲(chǔ)能的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，使用Matlab軟件中的

3、Matlab/Simulink方法，對(duì)電磁儲(chǔ)能過程進(jìn)行了仿真分析。為了驗(yàn)證電磁儲(chǔ)能仿真的結(jié)果，本文針對(duì)常導(dǎo)線圈儲(chǔ)能技術(shù)，設(shè)計(jì)并搭建了電磁儲(chǔ)能試驗(yàn)電路和儲(chǔ)能時(shí)間測(cè)量電路。在實(shí)驗(yàn)中，通過改變充電電流大小和使用液氮冷卻電感線圈改變儲(chǔ)能回路電阻等方式，研究了相關(guān)電路參數(shù)對(duì)儲(chǔ)能過程的影響，得到了與仿真一致的結(jié)果。通過研究表明常導(dǎo)線圈由于回路的等效電阻較大，用于電磁儲(chǔ)能時(shí)，并無多大的實(shí)用價(jià)值。并在此基礎(chǔ)上，分析了超導(dǎo)線圈用于電磁儲(chǔ)能的優(yōu)越性。通過這

4、些研究一方面對(duì)電路參數(shù)對(duì)儲(chǔ)能過程的影響有了更為深入的理解和得到了更為直觀的印象，另一方面也為下一步超導(dǎo)線圈的儲(chǔ)能性能的研究建立了實(shí)驗(yàn)方案。
　　由于在電磁儲(chǔ)能系統(tǒng)中，若不對(duì)放電過程加以控制，其能量將呈指數(shù)迅速衰減。故在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要對(duì)負(fù)載電壓或電流進(jìn)行控制。為此，本文在最后一章提出了一套超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能恒壓控制方案，在在對(duì)該方案進(jìn)行分析與仿真的基礎(chǔ)上，利用PWM集成控制器設(shè)計(jì)了驗(yàn)證電路，驗(yàn)證了該控制方案的可行性。最后在此基礎(chǔ)上搭