[發明專利]基于洛倫茲力反向磁場解耦優化及加熱絲布局設計方法

有效

• 申請號: 201811219910.3
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109862629B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 邢作霞;李偉鋒;葛維春;袁駿;石玉東;劉富家;楊長龍;李悅悅;陳雷
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司;國家電網有限公司;沈陽工業大學
• 主分類號: H05B3/02
• 分類號: H05B3/02
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

基于洛倫茲力反向磁場解耦優化及加熱絲布局設計方法,該方法包括加熱絲布局設計方法和基于洛倫茲力反向磁場解耦優化方法兩部分；本發明主要針對于高溫固態儲熱系統的絕緣設計，提出一種固態儲熱系統的絕緣設計方法，用來解決儲熱系統的絕緣設計問題。基于洛倫茲力反向磁場解耦優化方法用于解決加熱絲之間磁場相互耦合的問題，利用加熱絲布局設計方法，減少壓降，避免加熱絲之間電場擊穿。

技術領域

本發明內容涉及一種基于洛倫茲力反向磁場解耦優化及加熱絲布局的設計方法，可實現固態儲熱系統的絕緣設計，可用于新能源(風電、光伏系統)消納、分布式點儲熱機組、電網調峰儲熱設備等固態儲熱系統的絕緣設計。

背景技術

電網中存在較大的日負荷變化，對電網會產生較大的負荷變化沖擊，影響電網穩定運行；其次隨著新能源發電系統的快速發展及裝機容量的不斷增長，出現了一系列能源消納不足的問題。固態儲熱作為一種新的能量存儲方式，將新能源 (風能、光伏系統)產生過剩的電能或者電網谷時段的電能轉化成熱能存儲起來進行近一步的利用，不但實現了對資源的充分利用，而且還能對電網起到的“削峰填谷”的作用，實現電網的穩定運行。固態儲熱系統是電能消納以及熱量存儲的主體，且通有幾十千伏的高電壓，需對儲熱系統進行絕緣設計。

固態儲熱系統中采用螺旋型加熱絲加熱，各個螺旋形加熱絲等距離并行排列，通電后加熱絲會產生磁場，相鄰兩加熱絲之間磁場會相互耦合；且加熱絲通以幾十千伏的電壓，加熱絲之間會產生較高的電壓差，可能會引起電場擊穿。

發明內容

發明目的：

本發明提供一種基于洛倫茲力反向磁場解耦優化及加熱絲布局設計方法，其目的是解決以往所存在的問題。

技術方案：

本發明提供一種基于洛倫茲力反向磁場解耦優化及加熱絲布局設計方法，其特征在于：

該方法包括加熱絲布局設計方法和基于洛倫茲力反向磁場解耦優化方法兩部分；

(1)進行加熱絲布局設計：

蓄熱體高度小于蓄熱體的長和寬，形成一種矮胖的形狀；在蓄熱體截面上，當橫向孔數多于縱向的孔數時，此時加熱絲的排布方式采取縱向連接的方式；當橫向的孔數少于縱向的孔數時，采取橫向連接排列；

(2)基于洛倫茲力反向磁場解耦優化方法：

改變加熱絲旋轉方向，使兩加熱絲旋轉方向相反，兩加熱絲產生的磁場方向相同，兩螺旋形加熱絲的內部磁場會相互消弱，匝間作用力變小。

(1)步驟中加熱絲的排布方式采取縱向連接的方式就是縱向的孔之間的加熱絲首尾相連，采取橫向連接排列就是橫向的孔內的加熱絲之間首尾相連。

優點效果：

發明了基于洛倫茲力反向磁場解耦優化方法，降低蓄熱體內螺旋型加熱絲之間磁場耦合強度，減少加熱絲所受的磁場洛倫茲力，避免因磁場力而產生的變形，導致加熱絲短路；提出了一種用于一種固態儲熱系統中加熱絲排布優化設計方法，確保加熱絲之間壓降達到最小，避免加熱絲之間發生電壓擊穿短路現象；

本發明主要針對于高溫固態儲熱系統的絕緣設計，提出一種固態儲熱系統的絕緣設計方法，用來解決儲熱系統的絕緣設計問題。基于洛倫茲力反向磁場解耦優化方法用于解決加熱絲之間磁場相互耦合的問題，利用加熱絲布局設計方法，減少壓降，避免加熱絲之間電場擊穿。

附圖說明

圖1：蓄熱磚體結構圖

圖2：加熱絲結構圖

圖3：旋轉方向相同時磁場及磁力線分布圖及磁通密度分布圖

圖4：旋轉方向相反時磁場及磁力線分布圖及磁通密度分布圖

圖5：加熱絲軸線出磁通大小對比圖