田艳丰，赵鑫鑫，付启桐，王 哲，赵旭章

（1沈阳工业大学电气工程学院，辽宁 沈阳110870；2新疆互力佳源环保科技有限公司，新疆 乌鲁木齐830022）

根据近几年统计，我国清洁能源发展迅速，其装机容量、发电量已位居世界首位。同时却步入“三弃”(弃风、弃光、弃水)消纳难的困境[1-4]。而利用弃风电在夜间电负荷低谷、热负荷较大时段为大容量高温高电压固体蓄热装置提供能源，不仅可以消纳富余电量，还有利于优化电网负荷曲线，实现削峰填谷，提高电网运行安全性、可靠性，缓解电网调峰压力和供热矛盾[5-8]。高温高电压固体蓄热装置的蓄热功能主要通过由蓄热材料组成的蓄热体和由电热合金制成的加热元件实现。储热材料可以在特定的条件下将热量以材料的热焓贮存起来，并能在需要时释放和利用；电热合金能通过焦耳热对蓄热体进行加热，将无法储存的电能转换为热能进行储存。

在电热元件的研究中，材料的形状与其工作温度和储热体功率有关，一般线材加工成螺旋形元件使用，而螺旋电热元件由于螺旋方向和电流流向不同影响其磁场分布；带材加工成波形元件使用，其波形也会影响磁场分布。实际工况中蓄热体内部环境复杂(潮湿、高温、电磁场交织等)，蓄热体、电热元件中均有金属材料分布。而在施加三相交流电运行中，螺旋电热元件由于电磁力引发的位移形变量如图1所示。

图1 电热丝形变量Fig.1 Electric heating wire shape variable

为了使固体电储热系统在800 ℃左右的高电压工况下安全运行，电热元件能够尽量避免因磁场作用而导致的电热元件受力超本身机械受力强度造成的变形、断裂、移位，影响固体蓄热的工作性能，因此对两种加热元件对比分析。……