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近年来，随着高温超导带材的发展，尤其是Bi2223/Ag高温超导带材商业化生产的实现及YBCO涂层导体性能的提高，其在电力方面的应用越来越广泛。与其他储能技术相比，高温超导储能系统储能效率高，储能密度大，释放能量快且易于控制，因此成为国内外共同关注的焦点。作为高温超导储能系统进行能量储存和转换的核心部件，高温超导储能磁体技术也迅速发展起来。自863计划以来，我国在高温超导储能磁体研发上取得了较大进展，但是到目前为止，我国关于YBCO带材在SMES的应用研究却非常少，高温超导储能复合磁体的研究也仍处于实验摸索阶段。 在此背景下，中国科学院等离子体物理研究所与华中科技大学、湖北省电力科学研究院于2011年联合开展了一项实用高温超导储能系统的研究项目，主要研制一台应用于配电网中进行电能质量控制的150kJ/100kW车载式HTS-SMES复合磁体。这是国内首次开展制冷机直接冷却HTS-SMES复合磁体的研究，也是第一次探索以车载方式移动并网运行的HTS-SMES磁体的研制技术，是国内高温超导在电力应用研究领域重要的示范项目。本论文围绕该150kJ/100kWHTS-SMES磁体项目开展HTS磁体技术和实验研究，并最终完成磁体研制。具体研究内容如下: 1、根据磁体设计要求，确定了磁体结构及其相关技术参数。利用部分设计参数结合Ansys软件给磁体建模，分析了在设计运行参数150kJ下磁体的磁场分布，并进一步计算了磁体所受的电磁力和机械应力分布，结果表明该磁体能够安全、稳定地运行。 2、对磁体所用一代/二代HTS带材的性能进行研究与分析，包括其直流载流特性及失超传播特性等。在77K、自场条件下对HTS带材的临界电流、n值进行了实验研究，并分析了温度、磁场、机械应力应变等因素对HTS带材载流能力的影响。通过HTS带材失超传播特性试验平台，对两种HTS带材的失超传播速度、最小触发能量等进行了研究与分析。充分掌握了磁体所用超导带材的基本性能，为磁体研制提供依据。 3、采用双饼线圈绕制工艺开展HTS-SMES磁体线圈的绕制工作，对绕制完成的双饼线圈进行VPI固化处理并在液氮温度下进行性能测试。通过对双饼线圈接头制作工艺的探索与研究，确定了最合适的HTS带材接头制备工艺。根据研制磁体的实际情况，开展了电流引线、磁体绝缘处理等技术难点的设计与处理工作，最终完成磁体组装。 4、完成高温超导磁体实验系统的搭建，包括杜瓦的研制、失超保护系统及数据采集系统的设计、建立等。并在此基础上，对HTS-SMES磁体进行了一系列实验研究，包括磁体绝缘耐压性能测试、液氮温度下磁体性能测试及20K温度下磁体试运行等。实验结果表明:磁体绝缘性能良好;低温系统及各技术参数等均满足磁体运行设计要求。