超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)具有高儲(chǔ)能效率、高功率密度、快響應(yīng)速度的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),在未來(lái)智能電網(wǎng)中的高效、快速、智能化能量調(diào)控應(yīng)用中具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。然而,由于超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)中的超導(dǎo)磁儲(chǔ)能磁體部分屬于應(yīng)用超導(dǎo)領(lǐng)域,而功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)部分則屬于電氣工程領(lǐng)域,學(xué)科之間的差異極大地限制了超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。為此,本文基于電路-磁場(chǎng)-超導(dǎo)體耦合分析方法,構(gòu)建了超導(dǎo)磁儲(chǔ)能能量交互模型和實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了以上兩個(gè)研究領(lǐng)域之間的緊密耦合和友好橋接,并依此拓展了超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)在各種電力系統(tǒng)應(yīng)用中的實(shí)用方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用可行性分析。本文的主要研究?jī)?nèi)容、貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)可分為以下四大部分。1.從能量交互分析的角度出發(fā),提煉出超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)用于解決各種電力系統(tǒng)問(wèn)題的本質(zhì)特征,并利用能量守恒和等效電路變換原則,構(gòu)建了超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量交互電路模型,為從事超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究人員提供了與實(shí)際電力系統(tǒng)相等效的能量交互電路模型,更利于研究人員進(jìn)行超導(dǎo)磁體的各向異性分析、交流損耗計(jì)算、線圈結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)等。2.從電路-磁場(chǎng)-超導(dǎo)體耦合分析的角度出發(fā),根據(jù)實(shí)際能量交互過(guò)程中的超導(dǎo)磁儲(chǔ)能磁體運(yùn)行特性和規(guī)律,建立了各向異...

【文章頁(yè)數(shù)】：202 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
第一章 緒論
    1.1 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)研究的背景與意義
    1.2 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本論文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的電路模型
    2.1 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能基本原理和裝置結(jié)構(gòu)
    2.2 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)
        2.2.1 基本電路拓?fù)渑c工作原理
        2.2.2 等效電路變換原理與實(shí)現(xiàn)
    2.3 能量單向型電路模型
        2.3.1 工作原理與數(shù)字化控制
        2.3.2 充電狀態(tài)電路分析
        2.3.3 儲(chǔ)能狀態(tài)電路分析
        2.3.4 放電狀態(tài)電路分析
        2.3.5 受控充放電過(guò)程仿真分析
    2.4 能量雙向型電路模型
        2.4.1 工作原理與數(shù)字化控制
        2.4.2 充電狀態(tài)電路分析
        2.4.3 儲(chǔ)能狀態(tài)電路分析
        2.4.4 放電狀態(tài)電路分析
        2.4.5 能量交互過(guò)程仿真分析
    2.5 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量交互動(dòng)態(tài)電路模型
    2.6 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量交互穩(wěn)態(tài)電路模型
        2.6.1 含理想直流斬波器的能量交互過(guò)程分析
        2.6.2 含傳統(tǒng)直流斬波器的能量交互過(guò)程分析
        2.6.3 含橋式直流斬波器的能量交互過(guò)程分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的超導(dǎo)體模型及磁場(chǎng)模型
    3.1 超導(dǎo)體的臨界參數(shù)
    3.2 超導(dǎo)體的各向異性
        3.2.1 基本概念及特性
        3.2.2 液氮溫度下的經(jīng)驗(yàn)公式
        3.2.3 任意溫度下的經(jīng)驗(yàn)公式
    3.3 超導(dǎo)體的交流損耗
        3.3.1 分類及內(nèi)在機(jī)理
        3.3.2 磁滯損耗
        3.3.3 磁通流動(dòng)損耗
        3.3.4 耦合損耗
        3.3.5 渦流損耗
    3.4 超導(dǎo)磁體的磁場(chǎng)模型
        3.4.1 數(shù)值計(jì)算模型
        3.4.2 解析計(jì)算模型
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電路-磁場(chǎng)-超導(dǎo)體耦合作用下的能量交互模型及應(yīng)用
    4.1 基本原理與功能描述
    4.2 超導(dǎo)磁體的各向異性計(jì)算
    4.3 超導(dǎo)磁體的交流損耗計(jì)算
        4.3.1 磁滯損耗
        4.3.2 磁通流動(dòng)損耗
        4.3.3 耦合損耗和渦流損耗
    4.4 超導(dǎo)磁體的電路-磁場(chǎng)-超導(dǎo)體耦合分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能能量交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與測(cè)試分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體設(shè)計(jì)與原理描述
    5.2 高溫超導(dǎo)磁體性能參數(shù)
    5.3 強(qiáng)電操作硬件模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 直流斬波器
        5.3.2 等效負(fù)載網(wǎng)絡(luò)
        5.3.3 強(qiáng)電操作模塊的接線方式
    5.4 弱電監(jiān)控硬件模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.4.1 電壓電流采樣電路
        5.4.2 過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路
        5.4.3 功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路
        5.4.4 弱電模塊供電電源
    5.5 數(shù)字化軟件控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.5.1 基本數(shù)字化控制策略
        5.5.2 含線性預(yù)測(cè)模塊的數(shù)字化控制策略
    5.6 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    5.7 能量交互實(shí)驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果分析
        5.7.1 受控能量吸收
        5.7.2 受控能量釋放
        5.7.3 受控能量交互
    5.8 能量交互過(guò)程中的交流損耗分析
    5.9 本章小結(jié)
第六章 液氫燃料電池汽車的能量交互應(yīng)用
    6.1 技術(shù)背景
    6.2 液氫燃料電池汽車系統(tǒng)構(gòu)架及原理
        6.2.1 基本結(jié)構(gòu)與工作原理
        6.2.2 車載能量交互策略
    6.3 車載超導(dǎo)磁儲(chǔ)能磁體設(shè)計(jì)
    6.4 車載超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量交互電路設(shè)計(jì)
        6.4.1 功率電子開關(guān)的室溫和低溫特性分析
        6.4.2 系統(tǒng)拓?fù)浼暗蜏刂绷鲾夭ㄆ?br>        6.4.3 等效能量交互電路模型
    6.5 車載能量交互仿真分析
        6.5.1 汽車初始啟動(dòng)時(shí)的能量交互效果分析
        6.5.2 汽車正常行駛時(shí)的能量交互效果分析
        6.5.3 汽車剎車制動(dòng)時(shí)的能量交互效果分析
    6.6 本章小結(jié)
第七章 低壓直流微型電網(wǎng)的能量交互應(yīng)用
    7.1 技術(shù)背景
    7.2 低壓直流微型電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架及原理
        7.2.1 基本結(jié)構(gòu)與工作原理
        7.2.2 微型電網(wǎng)能量交互策略
    7.3 微型電網(wǎng)用超導(dǎo)磁儲(chǔ)能磁體設(shè)計(jì)
    7.4 低壓直流微型電網(wǎng)的能量交互電路建模
        7.4.1 超導(dǎo)直流電纜建模
        7.4.2 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)建模
        7.4.3 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能-超導(dǎo)直流電纜復(fù)合系統(tǒng)建模
    7.5 微型電網(wǎng)功率波動(dòng)情況下的能量交互仿真分析
        7.5.1 電源功率波動(dòng)時(shí)的能量交互效果分析
        7.5.2 負(fù)載功率波動(dòng)時(shí)的能量交互效果分析
    7.6 微型電網(wǎng)短路故障情況下的限流效果仿真分析
        7.6.1 超導(dǎo)直流電纜的限流效果分析
        7.6.2 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能-超導(dǎo)直流電纜復(fù)合限流效果分析
    7.7 本章小結(jié)
第八章 未來(lái)智能電網(wǎng)的能量交互應(yīng)用展望
    8.1 技術(shù)背景
    8.2 智能電網(wǎng)系統(tǒng)的能量交互應(yīng)用概述
        8.2.1 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的五種應(yīng)用場(chǎng)合
        8.2.2 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)的四種應(yīng)用模式
    8.3 智能局域電網(wǎng)概念設(shè)計(jì)
    8.4 智能電網(wǎng)用超導(dǎo)磁儲(chǔ)能磁體概念設(shè)計(jì)
    8.5 智能電網(wǎng)綜合能量交互仿真分析
        8.5.1 發(fā)電側(cè)的日負(fù)載均衡
        8.5.2 輸電側(cè)的負(fù)載波動(dòng)補(bǔ)償
        8.5.3 配電側(cè)的電壓波動(dòng)補(bǔ)償
        8.5.4 用電側(cè)的電壓波動(dòng)補(bǔ)償
    8.6 本章小結(jié)
第九章 全文總結(jié)與展望
    9.1 全文總結(jié)
    9.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3858842