[发明专利]一种带超导限流器的风电并网系统

说明书

本发明涉及一种带超导限流器的风电并网系统，该系统包括多个风电场机组、超导限流器，每个所述风电场机组通过整流变频器和导线组后与汇集母线排的一侧相连接，所述汇集母线排的另一侧按顺序依次经过所述超导限流器、断路器和变压器后与电网侧相连接。与现有技术相比，本发明具有在迅速应对并网可能出现短路故障时，没有采用传统的高阻性限流器件、提高电压等级和背靠背技术，而是利用高温超导限流器(低损耗通流和高效限流)中的超导材料所具有正常‑超导态的转变特性，使得系统运行效率更高，可靠性更好等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种带超导限流器的风电并网系统。

背景技术

风力发电是一种清洁型、高效性的发电方式，不仅不会对环境造成污染，而且还极大的提高了能源的使用。我国现阶段风电主要分为陆上风力发电和海上风力发电，风电场并网线路的运行状况对电力系统和发电机组的运行有着重要的影响，如果并网线路出现短路故障不及时进行高效的处理则会对人身安全以及经济造成无法估计的影响，因此近年来处理短路故障常用的方法有直观法、状态检查法、回路分割法和单元分割法等，具体的方式有提高电压等级、母线分段运行、小电抗接地、采用高阻抗电压器、串联电抗器和背靠背技术等。

利用现有的这些处理并网线路短路故障的方法虽还能继续使发电系统处于正常运行的状态，但是存在未能迅速将短路电流限制在可接受的水平等缺点，一旦系统短路电流较大，过大的短路电流将会使风力发电并网侧一些重要的设备受到损坏，特别是并网侧的升压变压器和开关等类设备；现有的技术方法会消耗系统的有功功率，从而会影响发电机的运行；系统的短路容量也会越来越大；短路电流可能就会使某些发电机组的继电保护装置动作，使机组切除运行，这样就无法保证风电场机组处于一种正常运行状态。更严重的情况是并网侧的短路潮流可能会影响电网侧的潮流分布，这可能会造成难以估量的损失。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带超导限流器的风电并网系统，在现有技术上结合超导技术，将并网线路上的短路电流迅速限制到可接受的水平，而高温超导限流器正好弥补了传统技术的缺点，其限流时间可小于百微秒级，从而避免电网中大的短路电流对电网和电气设备的安全稳定性构成伤害，可以大大的提高电网侧和发电系统的稳定性，改善发电的可靠性和安全性。

当风力发电机组进行并网时，尤其是大多数中小型近海风电场采用高压交流输电进行并网时，可能会出现短路故障电流的情况，若不及时有效切除短路电流，则会产生严重的后果。随着超导材料的出现和使用技术的日益成熟，高温超导限流器将作为最为理想的限流器应用在风电并网中，而且它对电网的正常运行无影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带超导限流器的风电并网系统，该系统包括多个风电场机组、超导限流器，每个所述风电场机组通过整流变频器和导线组后与汇集母线排的一侧相连接，所述汇集母线排的另一侧按顺序依次经过所述超导限流器、断路器和变压器后与电网侧相连接。

进一步地，所述的超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，所述超导部件由铁基超导材料FeSe制成。

进一步地，所述的风电场机组的容量为2000KW～2200KW，其电压等级为 35KV。

进一步地，所述的断路器的工作电流为800A～850A。

进一步地，所述的导线组采用电力电缆，所述电力电缆的型号为YJV-35-630。

进一步地，所述的变压器与电网侧之间通过架空电线相连接，所述架空电线的型号为LJ-95型铜芯铝绞线。

进一步地，所述的变压器的容量为50MVA，其变压比为10.5。

进一步地，所述的汇集母线排采用单片TMY铜母排。