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《等离子体所在低频谐波检测及抑制方面取得新进展》

  • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2018-12-27

  • 近期，等离子体所电源及控制工程研究室在国际能源高水平期刊《International Journal Of Energy Research》发表题为“A new hybrid filter based on differential current control method for low-order harmonic suppression in Tokamak power system”的研究性论文（DOI：10.1002/er.3829），系统阐述了在低频谐波检测及抑制方面的研究进展。

    　　低频谐波主要由EAST电源系统快速响应等离子体控制需求的不对称触发产生，且经系统中的容性元件进一步在电网侧传导放大，污染供电环境且严重影响装置中的谐波敏感部件如高频电源、测量系统等的正常运行。随着未来托卡马克装置电源功率的大幅提升，其低频谐波问题将更加突出，影响更为恶劣。课题组经过大量的数据分析汇总及方案调研，提出了一种基于多参考复合矢量控制算法的新型混联方案，针对性地优化了控制策略，并通过谐振注入的方式使低压有源滤波器实现在10kV及以上电压等级应用提供了技术和工程参照。

    　　该研究得到了EAST团队以及合作者的大力支持，并且获得了国家自然科学基金的资助。

    　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/er.3829

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相关报告

  • 《等离子体所在弹丸注入加料研究方面取得新进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2019-09-27
    • 经过多年的努力，EAST上的弹丸加料系统已经能够实现稳态连续注入。近期，等离子体所托卡马克物理研究室胡建生研究员课题组在弹丸加料实验方面取得新进展，相关成果以“Density compensation and stored energy recovery in resonant magnetic perturbation suppressed edge-localized mode H-mode plasmas using pellet fueling on EAST”（“EAST上共振磁扰动抑制边界局域模情况下弹丸加料补偿等离子密度与恢复储能研究”）为题发表于核聚变领域顶级期刊Nuclear Fusion杂志上(Jilei Hou, et al Nucl. Fusion 2019 59 096039)。 　　弹丸注入加料是未来国际热核聚变实验堆（ITER）运行过程中重要的加料手段，而共振磁扰动（RMP）是ITER缓解边界局域模(ELM)的重要手段，如何实现这两种方式的兼容对未来ITER的运行非常有意义。针对该问题，课题组成员首次在EAST托卡马克上利用弹丸注入的方式对边界局域模被RMP完全抑制的高约束模等离子体进行了加料。结果表明，弹丸加料能够显著补偿RMP引起的密度排出效应，同时也能使下降的等离子体储能得到恢复，如图1所示。此外，通过在对比相似条件弹丸和超声分子束注入加料的实验结果，可以看出弹丸加料更容易恢复等离子体储能，如图2所示。 　　该研究得到了EAST团队及其合作者的大力支持，并且获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。
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  • 《等离子体所在提高高密度低杂波电流驱动能力研究方面取得新进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2019-04-22
    • 近期，等离子体所低杂波课题组研究人员在提高高密度低杂波电流驱动能力研究方面取得重要进展，相关研究成果由丁伯江研究员和李妙辉博士等发表在聚变领域顶级期刊Nuclear Fusion上[Nucl. Fusion 58 (2018) 095003; Nucl. Fusion 58 (2018) 126015]。 　　 高密度下低杂波电流驱动效率反常下降是低杂波电流驱动研究领域所面临的一项挑战，也是限制其在ITER和未来反应堆上应用的一个关键因素。为探索低杂波在未来聚变堆的应用，近年来，课题组研究人员利用EAST上两套不同频率的高功率低杂波系统开展了相关研究。结果表明[Nucl. Fusion 58 (2018) 095003]：边缘等离子体参数和低杂波频率是影响低杂波电流驱动的重要因素，通过提高波源频率、降低边界返流和提高边界电子温度，减弱低杂波参量衰变行为和降低波功率在边缘的碰撞吸收，从而提高高密度下低杂波电流驱动能力。进一步研究表明[Nucl. Fusion 58 (2018) 126015]：不同频率低杂波电流驱动能力的差异随等离子体密度的增加而增加），与参量衰变行为的差异随等离子体密度的变化相一致，进一步证明了参量衰变对低杂波电流驱动的影响；在实验上首次观察到等离子体边缘电流分布和低杂波参量衰变之间的相关性（参量衰变强，边缘驱动电流份额大: 参量衰变过程产生的子波具有较高平行折射率（N//），沉积在相对靠外的区域，导致边缘电流相对较高），为低杂波改善边缘电流分布和提高等离子体约束提供了一种可能的新方法；非线性模拟结果表明随密度的增加参量衰变驱动的模式增长率增大，但4.6 GHz的增长率明显小于2.45 GHz，定性地解释了实验结果。 　 以上工作获得等离子体所各系统的鼎力相助，同时也得益于国际同行的合作，特别是意大利ENEA，法国CEA和美国MIT合作者的共同研究，并得到了国家重点研发项目、国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自然科学基金、中国科学院合肥大科学中心“高端用户培育基金”及王宽诚教育基金等项目的资助。
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