儲能電感充放電控制及應(yīng)用.pdf

1、電感儲能技術(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起來，在需要時將電磁能返送回電網(wǎng)或作其他用途的儲能技術(shù)，通常也叫（電）磁儲能，對常導(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。隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,超導(dǎo)電感儲能（SMES:Superconducting electromagnetic energy storage）越來越凸現(xiàn)其優(yōu)越性，相對于其它儲能技術(shù)而言，因其儲能容量大、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)磁儲能裝置的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并介紹了超導(dǎo)儲能的基本原理及其結(jié)構(gòu)，對超導(dǎo)儲能相關(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能的充電、儲能和放電過程，即能量存儲和釋放過程。為了研究電路參數(shù)對儲能過程的影響，本文提出了一個電磁儲能的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，使用Matlab軟件中的

3、Matlab/Simulink方法，對電磁儲能過程進(jìn)行了仿真分析。為了驗(yàn)證電磁儲能仿真的結(jié)果，本文針對常導(dǎo)線圈儲能技術(shù)，設(shè)計并搭建了電磁儲能試驗(yàn)電路和儲能時間測量電路。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能回路電阻等方式，研究了相關(guān)電路參數(shù)對儲能過程的影響，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，用于電磁儲能時，并無多大的實(shí)用價值。并在此基礎(chǔ)上，分析了超導(dǎo)線圈用于電磁儲能的優(yōu)越性。通過這

4、些研究一方面對電路參數(shù)對儲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)線圈的儲能性能的研究建立了實(shí)驗(yàn)方案。
　　由于在電磁儲能系統(tǒng)中，若不對放電過程加以控制，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)電磁儲能恒壓控制方案，在在對該方案進(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