[实用新型]一种基于超导储能的光伏发电系统

说明书

本实用新型公开了一种基于超导储能的光伏发电系统，在光伏发电系统中，光伏阵列(1)通过单向DC‑DC变换器(3)于直流母线(5)相连，再经另一个DC‑DC变换器(3)将能量传向到达直流负载(8)，还经DC‑AC变换器(7)将能量传向交流负载(9)，能量单向流动。超导储能装置(2)通过双向DC‑DC变换器(4)并入直流母线(5)，通过对双向DC‑DC变换器(4)的控制可以实现超导储能装置(2)充放电，进而控制系统能量双向流动，单向DC‑DC变换器(3)，双向DC‑DC变换器(4)和DC‑AC变换器(7)，均由控制器(6)控制。本实用新型的技术效果：超导储能技术还可以利用能量转换将输出不稳定的太阳能发电转化为稳定输出的电能并入常规电网，以此解决新能源发电存在的间歇性、波动性等问题。

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体涉及到一种含超导储能的光伏发电系统。

背景技术

光伏发电系统加入储能环节可有效兼容间歇式的光伏发电，缓解光伏发电不稳定对电网的冲击，大大提高了并网的安全稳定性和需求侧用户电力的可靠性。

因此，储能技术的研究与发展具有较为现实的意义。储能技术不仅能够平抑系统出现的功率波动，还能够实现电能的削峰填谷、平滑负荷，而且可以减少系统损耗，提高系统的利用率和运行经济性；不仅如此，储能技术还可以利用能量转换将输出不稳定的风能、太阳能发电转化为稳定输出的电能并入常规电网，以此解决新能源发电存在的间歇性、波动性等问题。储能技术的普及与使用必将为整个电力行业带来变革，其将在构建智能电网过程中扮演重要角色。

由于日照强度、环境温度等自然条件不断变化，光伏发电系统不能持续、稳定地输出电能，导致系统稳定性问题的增加，而且难以较好地跟踪负荷的变化。因此，独立光伏发电系统和并网光伏发电系统通常都会在直流母线上配置储能装置，用于实时、有效地调节和稳定逆变直流侧的电压。对独立光伏发电系统来说，储能装置一方面可以用于稳定逆变直流侧的电压，另一方面可以用于晚间负载供能。

实用新型内容

超导磁储能装置构成，分别接入小型光伏发电系统的功率输出逆变器直流侧，用于调节其功率输出，尽可能减少由于太阳能的间歇性、波动性带来的发电功率波动。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种基于超导储能的光伏发电系统，它的组成包括：光伏阵列1，超导储能装置2，单向DC-DC变换器3，双向DC-DC变换器4，直流母线5，控制器6，DC-AC变换器7，直流负载8，交流负载9，光伏阵列1通过单向DC-DC变换器3于直流母线5相连，再经另一个DC-DC变换器3将能量传向到达直流负载8，还经DC-AC变换器7将能量传向交流负载9，能量单向流动，超导储能装置2通过双向DC-DC变换器4并入直流母线5，通过对双向DC-DC变换器4的控制可以实现超导储能装置2充放电，进而控制系统能量双向流动，单向DC-DC变换器3，双向DC-DC变换器4和DC-AC变换器7，均由控制器6控制。

所述的超导储能装置2，它的组成：超导线圈，制冷系统，变流器，保护系统和控制系统。

所述的超导线圈即是超导磁储能体，它的组成：4个双饼线圈、线圈骨架，导冷盘、导冷条、导冷片，法兰，环氧树脂。

所述的制冷系统，它的组成：小制冷机一、二级冷头，大制冷机单级冷头，冷屏，电流引线。

所述的变流器采用一种带谐振直流环的电流源变流器。

所述的双向DC-DC变换器4采用Buck/Boost拓扑结构。

所述的DC-AC变换器7使直流电变为交流电接入到交流负载9中。

本实用新型的积极技术效果：

光伏发电系统加入超导储能环节可有效兼容间歇式的光伏发电，缓解光伏发电不稳定对电网的冲击，大大提高了并网的安全稳定性和需求侧用户电力的可靠性。