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更新時間：2011-12-15 
瀏覽次數：2327隨著對電力故障非常敏感的計算機和半導體器件的廣泛應用，越來越多電力用戶對供電質量提出了更高要求。儲能技術能夠有效地改善電力系統的穩定性，提高供電質量，因此儲能技術的發展逐步受到重視。
超導磁體儲能系統（Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES）具有快速吸收、釋放和儲備電能的能力，并且儲能密度高，結構緊湊。這為超導儲能系統參與電力系統、改善供電質量提供了有利條件[1]。近些年來超導儲能成為超導應用研究領域的一個熱點。現在微型超導儲能系統已實現產品化。今年， IGC公司的一臺IPQ-750 SMES系統安裝于美國Tyndall*基地，并成功并網運行[2]。
超導儲能磁體作為一種電磁儲能元件，在運行過程中會產生相當強的磁場。一般超導儲能磁體產生的中心場強為104高斯數量級，但10高斯數量級的磁場就可以導致一些電子設備不能正常工作，5高斯的磁場就可能使一個配有心臟起博器的人面臨生命危險[3]。因此，如果不采用相應的措施對磁場加以限制和屏蔽，雜散分布于超導磁體系統之外的漏磁場會對周圍環境帶來不利的影響。要擴大超導磁體儲能系統的應用場合，減小超導磁體雜散磁場帶來的應用限制，就必須考慮超導磁體系統的磁屏蔽問題。
2.超導儲能磁體及磁場特點
電流在閉合超導線圈中流過時，沒有常規線圈中出現的焦耳熱損耗，發熱較少。因此，與常規線圈相比，超導線圈的運行電流可以達到很高的水平。較高的運行電流就意味著可以產生較高的磁場，這也是大多數超導磁體不需要鐵磁材料構成磁通回路，也能產生強磁場的原因。
超導磁體在運行時會產生具有一定場型分布的磁場，該磁場存儲著一定的電磁能。在能量交換時，超導儲能系統利用的是這個磁場的相應電磁儲能，而不是具體的磁場場形，磁場的分布狀態并不對能量交換起直接作用。因此早期超導儲能磁體設計的一個基本目標是用盡可能少的超導材料存儲盡可能大的電磁能量。并且在設計過程中不需要直接考慮磁場的場型。
由于超導儲能系統儲能密度高，整個儲能裝置可以做得相當緊湊。體積小、儲能高是超導儲能系統的一個優勢。由于體積小、重量輕，超導磁體儲能系統還具有一定的可移動性。這在某些特殊場合顯得尤為重要。
高場強、能量轉換不受場型限制、結構緊湊，這三個特性是考慮超導儲能系統磁屏蔽問題的基本出發點。
3.屏蔽方法的選取
目前，超導儲能系統的超導磁體主要采用兩種結構形式：螺管線圈和環形線圈。環形線圈由于自身的結構特點，在理想狀態下，線圈產生的磁場*封閉于線圈內部，沒有漏磁，實際建造的環形磁體的漏磁也很小[4]。因而超導儲能系統的磁屏蔽主要是對螺管形式的超導磁體。
螺管型超導磁體已廣泛應用于MRI系統中，根據MRI系統的磁場屏蔽經驗，超導磁體有三種可能的屏蔽方式：房屋屏蔽、鐵磁屏蔽和主動屏蔽[5]。
房屋屏蔽要求將超導磁體安裝于位置固定的于磁屏蔽的房間內。理想的超導儲能系統應該是具有一定的可移動性，并且有時SMES用戶很難單獨提供一個屏蔽房屋以容納超導磁體。從這個角度看，房屋屏蔽不太合適。
簡單地說鐵磁屏蔽就是利用鐵磁材料為磁通提供回路，從而改變其磁場場形，將磁場盡量限制在磁體附近的區域，達到減小漏磁場的效果。由于超導磁體產生的磁場較強，用普通鐵磁材料進行屏蔽很容易使材料進入飽和狀態，導致屏蔽效率低，鐵磁材料用量大。這就使整個超導儲能裝置的體積和重量顯著增加，不利于超導儲能系統的應用。例如，如果用鐵磁材料屏蔽一個3.43MJ的超導儲能系統，使5高斯等磁密線所包圍面積減小一個數量級，就要增加16噸鐵磁材料;而對20MJ的系統，則要增加100噸的鐵磁材料[6]。可見單純的鐵磁屏蔽不適合超導磁體的磁屏蔽。
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