[发明专利]一种多能源复合超导微网系统

说明书

本发明公开一种多能源复合超导微网系统，包括微电源、超导储能装置、超导有源滤波器、超导限流器、超导能源管道、电网；所述超导储能装置、超导电缆和超导有源滤波器均并联在超导能源管道上；所述超导电缆和超导有源滤波器中分别复合有超导限流器和超导屏蔽层；当微网系统孤岛运行时，超导能源管道中的能源正常传输，电能通过超导能源管道供给负荷；当微电源产生的电能过多时，将电能转化成电磁能储存在超导储能装置中；当微电源产生的电能不足时，将超导储能装置中的电磁能再转化成电能供给负荷；当微网系统并网运行时，微电源产生的电能通过超导能源管道并入电网。

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，尤其涉及一种具有自保护及高品质电能质量的多能源复合超导微网系统。

背景技术

微网由微电源、负荷、储能装置等组成。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。微网可以连接到主电网并网运行,也可以孤岛运行，但是都必须保证供电安全和高电能质量。

超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置。超导储能系统大致包括超导线圈、低温系统、功率调节系统和监控系统四大部分。利用超导电感存储能量，在响应时间以及瞬间大功率释放等方面具有优势。

电流型有源电力滤波器比电压型有源滤波器有更好的电流控制能力、可以有效地滤除开关谐波、易于保护、可靠性高，但损耗较大、价格高。因此将超导电感代替电流型有源电力滤波器直流侧的铜电感，既可以拥有其本身的优良特性，又可以弥补其损耗大的缺点。

高温超导直流电缆具有占地面积小、电缆重量轻、输电容量大、传输损耗小等一系列优点。且我国能源和用电分布不均，“西气东输”、“西电东送”的需求使得超导电缆输电更具优势。

超导电缆的能源混合传输管道，可以实现电能及液氢、液化天然气的能源高效传输。目前超导直流能源管道已经完成了能源管道结构，混合绝缘介质，LNG冷却绝缘介质保护超导直流能源管道等部分方案，中科院电工研究所已经完成了原理样机的设计和主要技术攻关，并通过项目责任专家和领域专家的现场验收。

现有的微网系统有较大的损耗，包括了传输损耗、储能装置的损耗等。尤其对于大功率的微电源而言，铜电缆在大容量输电时有一定的限制，在远距离输电时损耗较大，普通储能难以平衡并网时的瞬时功率，不能够精准快速的实现运行方式转换。液氢、液化天然气等能源的传输，需要单设管道，造成了管道敷设成本的浪费，任何一方搁置还会造成管道浪费。在普通微网系统中，也可以采用超导装置，但是就需要外设冷却装置，增加了成本与运行损耗。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种多能源复合超导微网系统，可以解决传统微电网损耗较大，只能单一传输电能的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多能源复合超导微网系统，包括微电源、超导储能装置、超导有源滤波器、超导限流器、超导能源管道、电网；所述超导储能装置、超导电缆和超导有源滤波器均并联在超导能源管道上；所述超导电缆和超导有源滤波器中分别复合有超导限流器和超导屏蔽层；

当微网系统孤岛运行时，超导能源管道中的能源正常传输，电能通过超导能源管道供给负荷；当微电源产生的电能过多时，将电能转化成电磁能储存在超导储能装置中；当微电源产生的电能不足时，将超导储能装置中的电磁能再转化成电能供给负荷；

当微网系统并网运行时，微电源产生的电能通过超导能源管道并入电网；并网的过程中，需要超导储能装置对瞬时大功率进行平衡，调节输出的电能，保证微网系统的稳定性；并网后，为了保证并入电网的电压保持恒定，超导储能装置输出的电能与微电源发出的电能保持恒定。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：