超导磁储能能量交互模型及其应用研究

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3、证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。―巳策ｆ以ＬＷ—（：日作者签名：考日期年月作论文使用授校本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全、缩印或扫描部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）嗦杳元导师签名；ＪＩ作者签名：—王０化弓日期：年曼／／千日

4、分类号密级注1UDC学位论文超导磁储能能量交互模型及其应用研究（题名和副题名）陈孝元（作者姓名）指导教师金建勋教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业检测技术与自动化装置提交论文日期2014.09.24论文答辩日期2014.12.11学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。SUPERCONDUCTINGMAGNETICENERGYINTERACTIONMODELANDITSAPPLICATIONSADoctorDissertationSubmittedtoUniv

5、ersityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:DetectionTechnologyandAutomaticEngineeringAuthor:XiaoYuanChenAdvisor:Prof.JianXunJinSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要超导磁储能系统具有高储能效率、高功率密度、快响应速度的应用优势，在未来智能电网中的高效、快速、智能化能量调控应用中具有重要的研究和应用价值。然而，由于超导磁储能系统中的超导磁储能磁体部分属于应用超导领域，而功率调节系统

6、部分则属于电气工程领域，学科之间的差异极大地限制了超导磁储能系统的广泛应用。为此，本文基于电路-磁场-超导体耦合分析方法，构建了超导磁储能能量交互模型和实验平台，实现了以上两个研究领域之间的紧密耦合和友好桥接，并依此拓展了超导磁储能系统在各种电力系统应用中的实用方案设计及应用可行性分析。本文的主要研究内容、贡献和创新点可分为以下四大部分。1.从能量交互分析的角度出发，提炼出超导磁储能系统用于解决各种电力系统问题的本质特征，并利用能量守恒和等效电路变换原则，构建了超导磁储能系统的能量交互电路模型，为从事超导技术领域应用的研究人员提供了与实际电力系统相等效的能量交互

7、电路模型，更利于研究人员进行超导磁体的各向异性分析、交流损耗计算、线圈结构优化设计及制冷系统优化设计等。2.从电路-磁场-超导体耦合分析的角度出发，根据实际能量交互过程中的超导磁储能磁体运行特性和规律，建立了各向异性和交流损耗计算模型，并利用数学归纳和数据拟合方法，进一步拓展了直接与超导磁储能磁体工作电流相关的超导体模型，为从事电气工程领域应用的研究人员提供了具有独立输入输出关系、并能真实反映超导体特性的超导磁储能元件。3.开发了超导磁储能能量交互实验平台，一方面可用于超导磁储能系统并网前的能量交互性能测试和评估，另一方面，还可以为实际超导磁储能磁体及功率调节系

8、统优化设计提供必要的实验