[发明专利]一种新型混合结构的高温超导储能磁体

说明书

本发明公开一种新型混合结构的高温超导储能磁体，包括装配件，装配件内设置有REBCO线圈，REBCO线圈外套设有导磁件，导磁件外套设有MgB₂线圈，REBCO线圈与导磁件之间、导磁件与MgB₂线圈之间均存在有间隙。本发明提出在MgB₂磁体内插YBCO磁体的混合磁体结构，由于YBCO材料较MgB₂材料来说在高场下具有更高的临界电流，相对于普通MgB₂磁体，该混合磁体结构能够增加磁体运行电流，提高磁体储能密度。且由于YBCO材料价格较为昂贵，采用混合磁体相对于普通YBCO磁体来说，能够降低磁体制作成本，使超导储能磁体大型化成为可能。

技术领域

本发明涉及超导磁体技术领域，特别是涉及一种新型混合结构的高温超导储能磁体。

背景技术

高温超导磁储能系统具有储能密度高、功率密度高、功率补偿能力强等优点，可以有效的平衡电力系统的负荷波动，维持电压和频率的稳定性，提高电能质量，在电力系统稳定运行方面具有良好的应用前景。

大型超导储能磁体多采用环形结构。对于大型高温超导储能磁体，为保证储能系统储能量足够大，磁体会产生较大的磁场。以10MJ高温超导储能系统为例，其产生的磁场最大处约为3-5T，这就对制作超导储能磁体的带材在高磁场下的运行性能提出了要求。第二代高温超导带材在高场下具有良好的工作性能，是研究大型高温超导储能磁体的首选材料。但是由于第二代高温超导材料价格高昂，导致储能磁体制作成本一直居高不下，严重限制了大型高温超导储能磁体的商业化和实用化。而新型高温超导材料MgB₂虽然在高场下临界电流较小，但在低场下具有较好的工作性能，且价格较为便宜。如果能采取措施降低磁体运行过程中自场的对磁体性能的影响，同时，在磁体制造过程中在磁场较低处使用MgB₂带材，而在磁场较高处使用YBCO带材，这既保证了磁体具有足够大的运行电流，又能降低磁体的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型混合结构的高温超导储能磁体，以解决上述现有技术存在的问题，提出在MgB₂磁体内插YBCO磁体的混合磁体结构，由于YBCO材料较MgB₂材料来说在高场下具有更高的临界电流，相对于普通MgB₂磁体，该混合磁体结构能够增加磁体运行电流，提高磁体储能密度。且由于YBCO材料价格较为昂贵，采用混合磁体相对于普通YBCO磁体来说，能够降低磁体制作成本，使超导储能磁体大型化成为可能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种新型混合结构的高温超导储能磁体，包括装配件，所述装配件内设置有REBCO线圈，所述REBCO线圈外套设有导磁件，所述导磁件外套设有MgB₂线圈，所述REBCO线圈与所述导磁件之间、所述导磁件与所述MgB₂线圈之间均存在有间隙，所述REBCO线圈、所述导磁件、所述MgB₂线圈通过连接件与所述装配件固接；

所述REBCO线圈包括与所述装配件固接的REBCO骨架，所述REBCO骨架外侧绕设有REBCO线匝；

所述MgB₂线圈包括与所述装配件固接的MgB₂骨架，所述MgB₂骨架外侧绕设有MgB₂线匝。

优选的，所述导磁件包括与所述装配件固接的导磁环骨架，所述导磁环骨架外侧绕设有用于聚磁的导磁环。

优选的，所述装配件包括相对设置的前端盖和后端盖，所述REBCO骨架、所述MgB₂骨架、所述导磁环骨架均位于所述前端盖与后端盖之间，且所述REBCO骨架、所述MgB₂骨架、所述导磁环骨架均通过所述连接件与所述前端盖和后端盖固接。