高温超导储能磁体关键技术研究获进展

5月5日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所一室与中国电力科学研究院、北京电力经济技术研究院合作，自主成功制备螺旋内冷堆叠扭绕型复合化YBCO储能线圈试验件，通过500A临界电流性能测试。测试结果表明，在液氮迫流冷却和浸泡的环境下，超导线圈临界电流为630A，超过目标要求500A。并且随着运行温度的下降，临界电流还有进一步大幅提升的空间。

超导储能系统利用高温超导体的无阻载流特性构造高稳定度磁体线圈，用以存储电磁能，通过变流器实现与电网的瞬时大功率交换，功率输送无需中间能源形式的转换，具有毫秒级响应速度、大于95%的转换效率、无限次充放电循环和高功率密度的优点，可以实现与电力系统的实时大功率补偿。由于采用了复合超导体技术、复合化储能线圈结构等，加工制备难度极大。在清华大学、安徽宏源特种电缆集团有限公司、合肥聚能电物理高技术开发有限公司、合肥科聚低温技术有限公司和北京希卓公司等多家单位合作下，通过联合攻关，在YBCO储能线圈关键工艺技术研究上实现了重要突破，攻克了高温超导线材复合化焊接及超导接头焊接、铝质套管绕制变形大等难题。其中YBCO线材采用涂层导体，基材为非磁性镍，工程临界电流最高可达1000A/mm2，力学性能优异，是下一代超导储能磁体的理想选择。

在国家电网公司“面向工程化高温超导储能磁体关键技术研究”科技项目的资助下，该工作完全采用基于YBCO材料的复合超导体技术和工艺流程，验证了基于复合导体技术的大型储能磁体的技术路线，并对我国大型超导储能磁体产业应用技术的突破具有推动作用。