超導磁儲能系統(SMES)及基在電力系統中的應用（簡體書）

超導技術的應用前景非常廣闊，涉及到電工電力、交通、通信等眾多領域。就超導電力技術而言，雖然她還是一個前瞻性的技術，但她是一個具有戰略性意義的高新技術。
本書的內容主要是作者及其所在的團隊在超導技術上所做的研究工作的總結，并就超導技術的發展戰略提出了一些自己的看法。書中也廣泛綜合了國內外的研究資料。全書共分8章，內容包括：緒論、超導應用基礎知識、SMES用變流器及其控制策略研究、SMES提高電力系統穩定性、SMES改善電力系統的電能質量、SMES在電力系統的新應用模式研究、35KJ／7.5KW直接冷卻高溫超導SMES、SMES的發展戰略研究等。
期望本書能對超導技術工作者、電氣工程學科的學生以及電力相關的管理人員、技術人員理解SMES有所裨益，對促進我國超導電力技術的進步起到拋磚引玉的效果。

序
前言
第1章　緒論
1.1 電力系統發展所面臨的重大課題
1.2　超導電力技術
1.2.1　超導電機
1.2.2　超導電纜
1.2.3　超導變壓器
1.2.4　超導限流器
1.2.5　超導磁儲能
1.3　超導磁儲能系統（SMES）的構成及其工作原理
1.4　SMES在電力系統中的應用途徑
1.5　本書內容概述
參考文獻
第2章　超導應用基礎知識
　2.1　超導基礎知識
2.1.1　超導體的分類及發展歷程
2.1.2　超導體的基本特性
2.1.3　超導體的三個臨界值
2.1.4　第Ⅰ類超導體和第Ⅱ類超導體
2.1.5　超導體內的磁通運動
2.2　超導導線
2.2.1　超導導線的基本形式
2.2.2　低溫超導導線
2.2.3 高溫超導導線
2.3　超導磁體
2.3.1　超導磁體的種類
　2.3.2　超導磁體的電磁特性
2.3.3　超導磁體的應用領域
2.3.4　超導磁體的電磁設計要點
2.3.5　超導磁體的失超保護
　2.4　低溫技術
　2.4.1　低溫液體
2.4.2　制冷機
2.4.3　低溫容器
2.4.4　真空技術
2.4.5　超導磁體的低溫系統
　2.5　超導裝置的電流引線
2.5.1 電流引線的分類
2.5.2 電流引線的設計要點
2.5.3 電流引線的發展現狀及水平
　參考文獻
第3章　SMES用變流器及其控制策略研究
　3.1 SMES用變流器的基本原理和拓撲結構
3.1.1 SMES用電流源型變流器的基本原理
3.1.2　SMES用電流源型變流器大容量拓撲結構
3.1.3 SMES用電壓源型變流器的基本原理
3.1.4　SMES用電壓源型變流器大容量拓撲結構
3.1.5　SMES用電流型變流器與電壓型變流器的比較
　3.2　離散化狀態反饋解耦控制策略
　3.2.1 離散化狀態反饋解耦控制
3.2.2 離散化狀態反饋解耦控制的數字實現
　3.3　SMES用電流源型變流器的控制
3.3.1 電流源型變流器的數學模型
3.3.2 電流源型變流器的控制器設計
3.3.3　仿真分析
　3.4　SMES用電壓源型變流器的控制
3.4.1 電壓源型變流器的數學模型
3.4.2　斬波器的數學模型
3.4.3 電壓源型變流器控制器設計
3.4.4　仿真分析
　參考文獻
第4章　SMES提高電力系統穩定性
第5章　SMES改善電力系統的電能質量
第6章　SMES在電力系統的新應用模式研究
第7章　35kJ／7.5kW直接冷卻高溫超導SMES
第8章　SMES的發展戰略研究
參考文獻

今年是華中科技大學超導電力研究中心成立十週年。回首十年，其感覺是光陰荏苒還是日月如梭？十年來，雖然一直存在著不少困難，但是我們堅持走過來了！如今，超導電力研究中心已經具備開展超導技術應用研究的基本條件。
超導技術的應用前景非常廣闊，涉及到電工電力、交通、通信等眾多領域。就超導電力技術而言，雖然她還是一個前瞻性的技術，但她是一個具有戰略性意義的高新技術。美國、日本等已將超導電力技術列為未來的重要發展方向。美國在“GRID2030計劃”中將超導技術列為一項骨幹技術，美國新一屆政府已將超導電網列為未來美國電網的發展方向之一；日本除國家的投入外，東京電力、中部電力、關西電力、九州電力等主要電力公司、東芝、日立、三菱、藤倉、昭和、橫河等大型電氣設備廠家均在超導電力技術上開展了大量的研究工作。我國也在十五期間在863計劃中設立了超導技術專項，支持了一批超導電力技術的研究工作。我們相信隨著我國經濟實力的增加，我國的超導應用技術必將取得長足的進步；而隨著電力工業的發展，包括超導磁儲能係統（SMES）在內的超導電力技術將會逐步進入電力行業的視野，在我國未來的電力系統中發揮重要的作用。基於這一信念，作者撰寫了這本小書。
本書的內容主要是作者及其所在的團隊在SMES上所做的研究工作的總結，並就SMES的發展戰略提出了一些自己的看法。書中也廣泛綜合了國內外的研究資料，介紹了超導電力應用所必須的超導基礎知識、SMES的工作原理，綜述了國內外SMES的發展概況、研究成果。期望本書能對超導技術工作者、電氣工程學科的學生以及電力相關的管理人員、技術人員理解SMES有所裨益，對促進我國超導電力技術的進步起到拋磚引玉的效果。
全書共分8章。唐躍進撰寫第1、7章，並負責全書的構成和定稿。石晶撰寫第3、4、5、6章，任麗撰寫第2、8章，陳媛繪製了書中大部分插圖。由於作者的水平有限，SMES又涉及超導材料、電機與電器、電力系統、電力電子、低溫技術等多個學科方向，書中難免有不完善、不妥當乃至錯誤的地方，敬請讀者指正。
本書的主要研究工作得到了國家高新技術發展計劃（863）項目“高溫超導磁儲能係統”、“高溫超導磁儲能係統試驗研究”、“基於電壓補償的高溫超導電流控制器的動模試驗研究”、國家重大基礎研究發展計劃（973）項目中的“提高超高壓交流輸電線路輸運能力的研究”課題和“分佈式儲能對微網安全穩定運行的作用機理研究”課題、國家自然科學基金項目“高溫超導脈衝功率應用基礎特性研究”、中國船舶集團預研項目“超導磁儲能係統在艦船電力系統中的應用基礎研究”、教育部重點科研項目“現代混合電網安全保障體系中的多元復合儲能係統研究”、教育部留學回國人員啟動基金等的支持。
超導磁儲能係統的研究工作也得到國內同行以及兄弟單位的大力支持和協作。“十五”期間，從國家863計劃超導技術專項專家組的同行韓徵和教授、張平祥研究員、肖立業研究員、聞海虎研究員、古宏偉研究員、王福仁教授處得到了若干技術上的建議，獲益良多。在863計劃項目“超導磁儲能係統”的工作中，得到了浙江大學徐德鴻教授、倪光正教授、西北有色金屬研究院馮勇研究員、汪京榮研究院、李成山研究員、中國科學院合肥等離子體物理研究所陳敬林研究員等的鼎力協作；華中科技大學王惠齡教授、文勁宇教授、毛承雄教授、李敬東副教授、海軍工程大學的吳剛教授、長沙理工大學的周羽生教授、山東科技大學的戴陶珍副教授等都在863計劃項目中付出了辛勤的努力。藉此書出版之際，謹向所有的支持者、合作者表示真誠的感謝。
華中科技大學的潘垣院士，程時傑院士以及姚宗干教授、梁毓錦教授、招譽頤教授、李勁教授等許多老師對作者給予了極大的鼓勵、鞭策和若干具體的幫助、指導。潘垣院士和程時傑院士是我校成立超導電力研究中心的倡導人，也是超導電力技術研究工作的指導者。程時傑院士在百忙之中為本書撰寫了序言。中國電力出版社的王晶女士和岳璐女士對本書提出了若干有益的修改意見，也為本書的出版編輯做了大量的工作。謹在此一併表示衷心的謝意。
感謝曾經或正在華中科技大學超導電力研究中心學習和工作的碩士研究生、博士研究生以及其他工作人員，書中的若干內容都浸透著你們的汗水！
2008年5月7日
……