[实用新型]一种基于超导储能的新型船舶供电系统

说明书

本实用新型公开了一种基于超导储能的新型船舶供电系统，它的组成包括：船舶发电机组(1)，供电母线(2)，负载(3)，双向DC_AC装置(4)，高温超导储能装置(5)，其特征在于：船舶发电机组(1)分别与供电母线(2)和双向DC_AC装置(4)连接，供电母线(2)与负载(3)连接，双向DC_AC(4)装置另外两端分别与高温超导储能装置(5)和供电母线(2)连接。技术效果：超导磁储能装置以具有低损耗性、巨大储能容量和快速响应能力的超导电感磁体为储能器件，它不仅能自由地进行无功功率的调节，还能同时独立地四象限地进行有功功率和无功功率的调控，因而可以胜任改善供电质量、提高系统容量和稳定性等诸多控制任务。

技术领域

本实用新型涉及船舶供电系统，特别是超导储能应用于船舶供电系统的应急供电系统。

背景技术

船舶应急电源作为紧急情况下维持船用负荷安全、稳定运行的重要保障，在整个船舶供电系统中有着极为重要的作用。当主发电机出现故障时，应急电源应能通过应急配电板或充放电板对负载供电，保证重要负荷运行。随着船用设备的日趋复杂化，传统应急电源已无法满足紧急情况下负载的用电需求，尤其是在负载要求不间断运行时，无缝切换就显得十分重要。

超导磁储能装置(Superconducting Magnetic Energy Storage，简写SMES)的稳定控制作用能使船舶供电系统的稳定储备和相应的容许输送容量提高，抑制次同步谐振SSR(Sub Synchronous Resonance)、次同步振荡SSO(Sub Synchronous Oscillation)。同时，中小型SMES还具有灵活调节有功和无功功率、改善功率因数、稳定电网周波、控制电压波动、保证重要船舶设备不间断供电等多种功能，从而将大大提高船舶供电系统的供电品质。若在现代电力系统中引入基于中小型(储能10-1000MJ)SMES的快速响应容量的概念。在船舶供电系统合适位置布局，SMES并通过现代电力电子型变流器与系统接口，组成既能储存电能(整流方式)又能取出电能(逆变方式)的快速响应器件。正常运行时改善系统供电品质，事故扰动时保证系统稳定，就能很好地解决船舶供电系统的这个弊端。

实用新型内容

本实用新型将超导磁储能装置与现代电力电子型变流器与系统接口应用于船舶供电系统，具体技术方案如下：

一种基于超导储能的新型船舶供电系统，它的组成包括：船舶发电机组1，供电母线2，负载3，双向DC_AC装置4，高温超导储能装置5，船舶发电机组1分别与供电母线2和双向DC_AC装置4连接，供电母线2与负载3连接，双向DC_AC装置4另外两端分别与高温超导储能装置5和供电母线2连接。

所述的高温超导储能装置5的组成：超导线圈、失超保护、冷却系统、变流器和控制器。

所述的双向DC_AC装置4的组成：EMC滤波器，隔离变压器，LCL滤波器和双向DC_AC。

所述的超导线圈的形状采用环形，绕制超导磁体线圈的材料是金属化合物Nb₃Sn。

所述的冷却系统组成：不锈钢制冷器、低温液体的分配系统、一对自动的氦液化器。

所述的变流器采用电压型变流器电路的结构。

本实用新型的技术效果：

1)超导磁储能装置以具有低损耗性、巨大储能容量和快速响应能力的超导电感磁体为储能器件，并通过灵活迅速的现代电力电子型变流器与电力系统接口。

2)它不仅能自由地进行无功功率的调节，更重要的是，能同时独立地四象限地进行有功功率和无功功率的调控，因而可以胜任改善供电质量、提高系统容量和稳定性等诸多控制任务。