超导电力技术应用前景分析

过去几年来,实用高温超导材料制备技术取得了重大的进展。Bi-系统高温超导带材已经实现批量化生产,第二代高温超导带材（YBCO涂层导体）也取得了重要的进展。与此同时,超导电力技术在研究开发也进展迅速,超导储能系统已经有产品出售,高温超导限流器,高温超导电缆,高温超导变压器高温超导电机都相继进入示范试验运行阶段。我国电力工业发展迅速,电网规模日益扩大,对电能质量,供电可靠性和安全性提出了更高的要求,超导电力技术符合我国电力工业发展的需要,近期内,结合电力电子技术和超导技术的优势,超导限流器和超导储能技术将首先实现产业化,但是,超导电力技术能否走向大规模应用还有赖于在以下两个方面取得突破：一是制备低成本,低损耗,机械性能良好的高温超导线材;二是提高低温系统和制冷系统的长期运行可靠性,降低其造价和维护运行费用。     

高温超导强电应用技术开始步入实用阶段

高温超导强电应用技术的发展有赖于实用高温超导材料制备技术的重大突破。随着最近几年来实用高温超导材料的研制取得重大的进展,高温超导强电应用已经成为现实,预期将在２０１０－２０２０年左右出现大规模的应用,并将对人类社会产生积极而深远的影响。因此,下一个十年将是全球高温超导技术竞争最关键的十年。本文将简要介绍高温超导电应用研究的现状和应用前景。     

六阶极窄带宽高温超导滤波器的研制

文中研制了一款极窄带宽的六阶高温超导滤波器,成功实现了相对带宽小于1‰的多阶高温超导滤波器的设计与制作.文中给出了极窄带宽高温超导滤波器的等效电路、理论曲线、耦合矩阵、设计过程、模拟仿真结果以及滤波器的物理电路结构,有效解决了极窄带滤波器的设计、材料与加工精度的技术难题,研制的高温超导滤波器使用蒸镀于0.5mm厚度的氧化镁(MgO)基片上的DyBa2Cu3O7双面高温超导薄膜加工制作,滤波器工作频率约为900MHz,相对带宽为0.58‰,滤波器的实际损耗小于0.6dB,带外抑制达到70dB以上,其测试曲线与模拟仿真结果很好的吻合,文中的试验结果标志着多阶高温超导滤波器可以实现的最窄带宽达到了一个新的高度.     

CDMA2000系统用高温超导线性相位滤波器的研制

针对第3代移动通信CDMA2000标准对高温超导滤波器提出的技术要求,设计了一种自均衡特性的高温超导线性相位滤波器,给出了线性相位滤波器的设计原理、拓扑结构、理论计算结果、耦合矩阵、等效电路、滤波器模拟仿真结果以及实际制作的高温超导滤波器测试曲线.设计的线性相位滤波器中心频率为830MHz,滤波器阶数为12阶,引入2个交叉耦合,滤波器实际测试曲线、模拟仿真结果、理论计算三者有很好的吻合,滤波器的带边陡度达37dB/MHz,60%带宽内的群时延波动小于±10ns.     

高温超导带材临界电流和n值指数非接触测量技术

近十几年来,随着高温超导材料制备技术日益成熟,实用长度Bi系和Y系高温超导线材已经实现了商业化生产,在高温超导电力技术领域研发取得了重要进展,相应的各种超导电力装置实现了示范运行,为实现其商业化运行奠定了技术基础.但是,由于高温超导材料本身具有弱连接、晶粒特性、次相、缺陷等内禀特性,实用长度高温超导带材的临界电流和n值指数不可能做到完全相同.高温超导线材的临界电流和n值指数对超导电力装置的安全运行、稳定性、运行效率等具有重要影响,因此临界电流和n值是描述高温超导带材均匀性的2个重要参量,也是衡量实用高温超导带材质量的重要参数指标.重点介绍实用高温超导线材临界电流和n值指数非接触测量技术的技术进展,提出评价实用高温超导带材临界电流和n值指数均匀性的统计分析方法,为高温超导电力装置的设计、运行提供重要参考依据.     

用于下一代移动通信系统上的高温超导滤波器子系统

对研制的高温超导滤波器子系统进行了介绍,它由一个相位自均衡的10阶高温超导滤波器、一个低温专用的低噪声放大器和制冷装置组成,高温超导滤波器的中心频率为1955MHz,相对带宽为0．51％,采用Sonnet仿真,并由双面Tl2Ba2CaCu208超导薄膜制作而成,衬底材料为O．5mm厚的LaAlO3,测试结果表明滤波器的最小插入损耗约为0．16dB,带外抑制好于75dB,下边带陡峭度为27dBMHz^-1,上边带陡峭度为22dBMHz^-1,滤波器子系统的增益为19．3dB,噪声系数为0．8dB,此外,还对高温超导滤波器的群时延失真进行讨论,并介绍了一种设计自均衡线性相位高温超导滤波器的有效方法。     

影响多层交流超导电缆电流分布不可忽略的因素-邻近效应

零电阻是超导体的本征特性之一.人们在努力寻求超导材料零电阻特性带来的有利效益时,也要研究其可能导致的一些对我们不利的影响.在由高温超导材料制作的多层交流超导电缆中,由于超导体的零电阻特性而导致邻近效应异常强烈.这种强烈的邻近效应会使电缆中的电流分布变得严重不均匀,对电缆的性能产生负面影响.在这篇文章里,我们将报道多层交流超导电缆中强邻近效应现象及其对电缆层电流分布的影响.也许可以把超导体产生的这种非常强的邻近效应称作＂超强邻近效应＂.认识这一现象也会对涉及交变电流的其他超导应用提供有益的启示.     

适用于GSM1800移动通信基站前端的高温超导滤波器和子系统原理样机

研制成功可用于移动通信基站接收机前端的高温超导子系统原理样机. 该子系统以GSM1800移动通信基站系统为应用背景. 它由高温超导滤波器、低噪声放大器、脉冲管制冷机和相关电路组成. 工作频段1710~1785 MHz, 增益18 dB, 工作温度70 K.     

新型水环热泵低温新风处理系统的炯分析

应用能量和炯分析方法,对一种用于独立新风空调系统的新型水环热泵低温新风处理系统进行能量评价。通过实例对新风系统的能量和炯的传递与转换进行分析计算,并与采用冰蓄冷系统和冷水机组作为新风处理设备冷源的两种低温新风系统进行比较,结果表明采用水环热泵新风机组的独立新风处理系统,其能效比和炯效率较其它两种系统高,该系统良好的节能特性将有助于独立新风系统在我国的应用和推广。     

同心圆截面结构低温/高温超导混杂导体绝热和动态稳定性的定性分析

超导体的I-V特性通常采用幂指数形式描述,在幂指数特性中,具有高n值的超导体从超导态向正常态的转变较快.通有较高电流时,n值小的超导体的电压低于n值大的超导体,因而其暂态特性对超导体稳定性有很大影响.此外,为了提高稳定性,传统的超导体通常由纯低温超导体（LTS）和电阻率低、热导率高的金属或合金复合而成,通常基超比大于10,这样降低了工程临界电流密度.基于以上特性,本文提出了一种新的由低温超导体（LTS）和高温超导体（HTS）构成的混杂导体模型.在混杂导体中,HTS和LTS同轴,且HTS涂层包裹在LTS外面.传统的超导体绝热、动态稳定性通常由基于Bean临界态模型的2个经典的稳定判据来表述,由于混杂导体同时由LTS和HTS两种超导体组成.根据幂指数模型,考虑临界电流和n值等因素的影响,对经典的判据进行了修正并进行了定性分析,求得了混杂导体的绝热和动态稳定判据.此外,在假定LTS的临界电流Ic1远大于HTS的临界电流Ic2的前提条件下,对具有相同截面的传统超导体（NbTi/Cu）和混杂导体的绝热、动态稳定判据值作了比较.结果表明在总临界电流相同的条件下,混杂导体的绝热和动态稳定判据值大于NbTi/Cu导体（如当Ic1～9Ic2时,混杂导体的绝热和动态稳定判据值超过纯NbTi/Cu导体的2.5倍）,这意味着相比传统超导体（NbTi/Cu）,混杂导体的动态和绝热稳定性得到了大大提高.从定性分析角度出发,得到的结果为混杂导体在高场超导磁体（〉9T）中的潜在应用提供了重要的理论依据.     

低温下混凝土单轴压缩破坏及尺寸效应细观有限元分析

考虑混凝土材料各相组分特征,建立了细观层次有限元分析方法,模拟了不同尺寸几何相似混凝土试块在室温及低温下的静态单轴压缩破坏响应,探讨了低温下混凝土单轴压缩名义强度退化行为及尺寸效应影响规律.研究结果表明,随着温度的下降,单轴压缩名义强度显著增强,混凝土脆性不断增大,尺寸效应行为更显著.当温度达到-120℃时,混凝土材料...     

微加工技术与微光机电系统的研究与应用

本文简要介绍了微光机电系统（MOEMS）中的微加工技术,主要是硅微机械加工技术和LIGA技术,并介绍了微光机电系统在信息与通讯、汽车工业、生物医学、航空航天、国防军事等领域的应用。     

基于双线性构造算法的电力有源滤波器补偿电流实时计算新方法

以“当负载电流为周期电流时, 负载电流与负载基波有功电流差的绝对值在一个周期内的积分值最小”为检测原理, 提出了基于直接计算, 基于简单迭代算法和基于最优迭代算法的电力有源滤波器谐波电流实时检测方法. 直接计算法能够准确计算负载电流处于稳定状态时的基波有功电流幅值. 简单迭代算法和最优迭代算法提供了一种判别负载电流状态的思想. 在直接计算法、简单迭代算法、最优迭代算法和对负载电流处于变化状态时的基波有功电流真实幅值等基本概念进行了明确定义的基础上提出了双线性构造思想, 即通过一次线性构造计算了此采样时刻的负载基波有功电流幅值, 通过二次线性构造为下一个采样的处理创造了条件. 在双线性构造思想的基础上, 提出了一种能够计算负载基波有功电流幅值的基于双线性构造算法的电力有源滤波器谐波电流实时检测方法.     

基于频率控制的磁耦合共振式无线电力传输系统传输效率优化控制

针对于磁耦合共振式无线电力传输系统,为了抑制传输效率随传输距离的增加下降较快,通过研究系统传输效率的影响因子,本文提出了一种基于共振器频率控制的效率优化方法,并在此基础上用两种优化控制方案来实现系统传输效率的控制.仿真和实验结果表明：在同等负载下,这种优化方法在一定范围内能够有效地稳定系统传输效率,解决了系统传输效率受传输距离变化敏感的问题.     

用于特快速暂态分析的大型电力变压器线圈的宽频建模

针对将多导体传输线（MTL）模型用于大型变压器整个绕组宽频带建模存在着的困难,本文首先推导了多导体传输线长度归一化的模型,解决了由于实际线匝长度不一致带来传输线上模量计算上的困难,并且可以将多导体传输线模型扩展应用到多绕组线圈的建模;其次,分析了以线匝为单元的集总参数电路模型相对于多导体传输线模型的误差,指出前者用于大型超高压和特高压变压器建模的适用频率大致在2．5MHz以内;然后,从多导体传输线二端口模型出发,推导了一种以线匝为单元的新型集总参数等值电路模型,该模型用于大型超高压和特高压变压器线圈的建模,其适用频率范围比原有的集总参数电路模型提高近2MHz．     

基于嵌入式系统动力学的人水系统模拟及应用

基于人水系统概念和嵌入式系统动力学（ESD）方法，以一个相对独立的城市区为例，介绍人水系统模拟的ESD模型，说明ESD模型的优越性。通过ESD模型的模拟计算，分析实例区人水系统演变的主要影响因素以及调控方向和措施。模拟结果表明，该城市区总用水量在各年远未达到水资源可利用量，而水质控制目标已经达到临界状态；其发展的瓶颈是污水处理能力偏低，可以通过建设污水处理厂，增加污水处理能力，以提高该区的发展规模。     

基于大型数据库的KDD系统及应用研究

本文介绍了KDD的产生与发展的过程,并探讨论述了KDD的定义,若干基本概念及KDD对知识的处理过程,文中还对数据挖掘的方法和功能进行了初步的分类并列举了KDD在国民经济,军事及社会生活等方面的应用,最后还简要介绍了KDD系统开发的一些工具。