一种超导磁储能系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115149654A(43)申请公布日2022.10.04(21)申请号202210624044.6(22)申请日2022.06.02(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人任丽徐颖方家琨王创石晶唐跃进李敬东李鑫(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201专利代理师胡秋萍(51)Int.Cl.H02J15/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种超导磁储能系统(57)摘要本发明公开了一种超导磁储能系统，属于超导电力技术领域，包括：超导磁体、真空系统和制冷系统；本发明通过液氢管道缠绕超导磁体和/或金属导冷片，利用液氢的冷量将超导磁体冷却至工作温区。由于液氢的价格相比液氦更加便宜，并且相较于制冷机冷头传导冷却，液氢管道缠绕冷却能够提供更高的冷却功率，冷却效果较好，同时液氢也不会在低温杜瓦内发生泄漏，因此该制冷方式下的超导磁储能系统不仅制冷成本较低，同时具有较高的安全性和可靠性，大大提高了超导磁体工作时的安全裕度。CN115149654ACN115149654A权利要求书1/2页1.一种超导磁储能系统，其特征在于，包括：超导磁体、真空系统和制冷系统；所述超导磁体放置于低温杜瓦内；所述制冷系统包括液氢管道，所述液氢管道缠绕在超导磁体上；所述液氢管道内通入液氢；所述真空系统用于抽走所述低温杜瓦内的空气，为所述超导磁体提供其工作时所需的真空环境；所述制冷系统用于基于所述液氢管道以传导冷却的方式将所述超导磁体冷却至工作温区；所述超导磁体基于其在低温环境下的高载流特性，实现电磁能量的存储。2.根据权利要求1所述的超导磁储能系统，其特征在于，所述超导磁体上方或/和下方紧贴放置有金属导冷片；所述液氢管道还缠绕在所述金属导冷片上。3.根据权利要求1或2所述的超导磁储能系统，其特征在于，所述制冷系统包括：液氢储罐、所述液氢管道和液氢回收装置；所述液氢储罐用于存储液氢；所述液氢管道用于将所述液氢储罐内的液氢输入至所述低温杜瓦内，以传导冷却的方式将所述超导磁体冷却至工作温区，并将热交换后的液氢输送至所述液氢回收装置；所述液氢回收装置用于回收液氢管道中热交换后的液氢。4.根据权利要求1或2所述的超导磁储能系统，其特征在于，还包括：供电系统；所述供电系统用于对超导磁体进行励磁充能，从而为所述超导磁储能系统提供能量来源。5.根据权利要求1或2所述的超导磁储能系统，其特征在于，还包括：数据采集系统；所述数据采集系统用于采集所述超导磁体的电气数据和温度数据，以监测所述超导磁体的工作状态。6.一种超导磁储能系统，其特征在于，包括：超导磁体、真空系统和制冷系统；所述超导磁体放置于低温杜瓦内；所述超导磁体上方或/和下方紧贴放置有金属导冷片；所述制冷系统包括液氢管道，所述液氢管道缠绕在所述金属导冷片上；所述液氢管道内通入液氢；所述真空系统用于抽走所述低温杜瓦内的空气，为所述超导磁体提供其工作时所需的真空环境；所述制冷系统用于基于所述液氢管道以传导冷却的方式将超导磁体冷却至工作温区；所述超导磁体基于其在低温环境下的高载流特性，实现电磁能量的存储。7.根据权利要求6所述的超导磁储能系统，其特征在于，所述制冷系统包括：液氢储罐、所述液氢管道和液氢回收装置；所述液氢储罐用于存储液氢；所述液氢管道用于将所述液氢储罐内的液氢输入至所述低温杜瓦内，以传导冷却的方式将所述超导磁体冷却至工作温区，并将热交换后的液氢输送至所述液氢回收装置；所述液氢回收装置用于回收液氢管道中热交换后的液氢。8.根据权利要求6或7所述的超导磁储能系统，其特征在于，还包括：供电系统；所述供电系统用于对超导磁体进行励磁充能，从而为所述超导磁储能系统提供能量来源。2CN115149654A权利要求书2/2页9.根据权利要求6或7所述的超导磁储能系统，其特征在于，还包括：数据采集系统；所述数据采集系统用于采集所述超导磁体的电气数据和温度数据，以监测所述超导磁体的工作状态。3CN115149654A说明书1/6页一种超导磁储能系统技术领域[0001]本发明属于超导电力技术领域，更具体地，涉及一种超导磁储能系统。背景技术[0002]随着化石能源的枯竭和环境污染的加重，实现可再生能源的大量并网和能量的优化控制是电力系统领域未来要面对的重大课题。储能技术的发展是可再生能源大量并网的根本前提，超导磁储能系统作为一种储能密度高，使用寿命长，清洁高效的储能装置，其广泛应用将加速实现可再生能源的大量并网。[0003]超导磁体作为超导磁储能系统的核心部分，保证其安全可靠的运行对于整个储能系统而言至关重要。超导磁体在工作过程中常常受到各种电磁扰动、机械扰动和热扰动，这些扰动可能导致超导磁