移动式直接冷却高温超导磁储能装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102130463A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102130463A(43)申请公布日2011.07.20(21)申请号201010617819.4(22)申请日2010.12.31(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人文劲宇方家琨唐跃进任丽李敬东石晶王少荣孙海顺彭晓涛程时杰(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人朱仁玲(51)Int.Cl.H02J3/28(2006.01)H01F6/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称移动式直接冷却高温超导磁储能装置(57)摘要本发明公开了一种移动式高温超导磁储能装置，包括监控子系统、功率调节子系统、超导磁体和低温子系统，它们集成在一便于移动的箱体内，监控子系统用于采集和记录电力系统和所述高温超导磁储能装置的实时状态，并发出控制指令给功率调节子系统；功率调节子系统交流侧和电力系统连接，其根据监控子系统发出的指令实现超导磁体和电力系统之间的功率交换；超导磁体密闭在杜瓦中，磁体两端通过电流引线与功率调节子系统的变流器的直流侧相连接；低温子系统与杜瓦相连接，用于将杜瓦内抽至真空，并使磁体保持冷却在工作温区。本发明通过实时的补偿电力系统功率不平衡，提高电力系统的暂态稳定性，同时具备可移动性，可以灵活的选择安装地点。CN102346ACCNN110213046302130471A权利要求书1/1页1.一种移动式高温超导磁储能装置，用于提高电力系统的暂态稳定性，该装置包括监控子系统(1)、功率调节子系统(2)、超导磁体(3)和低温子系统(4)，它们集成在一便于移动的箱体内，其中，所述监控子系统(1)用于采集和记录电力系统和所述高温超导磁储能装置的实时状态，并发出控制指令给功率调节子系统(2)，实现高温超导磁储能装置和电力系统的功率交换；所述功率调节子系统(2)交流侧和电力系统连接，其根据监控子系统(1)发出的指令实现超导磁体(3)和电力系统之间的功率交换；所述超导磁体(3)密闭在杜瓦中，磁体两端通过电流引线与功率调节子系统(2)的变流器的直流侧相连接；所述低温子系统(4)与杜瓦相连接，用于将杜瓦内抽至真空，并使磁体保持冷却在工作温区。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监控子系统(1)包括监控计算机、录波单元和测量控制单元三部分，监控计算机提供所述装置的操作与状态反馈的人机接口，录波单元由多个数据采集卡组成，用于采集和记录该装置及与其相连的电力系统的运行状态，所述测量控制单元根据采集和记录的运行状态发出控制指令，控制功率调节子系统(2)进行功率交换。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述功率调节子系统(2)包括中层控制器(21)、底层控制器(22)和变流器(23)，所述中层控制器(21)对所述控制指令解耦，向底层控制器(22)发送调制比M和相位角α，所述底层控制器(22)根据接收到的调制比M和导通角α，向变流器(23)输出SPWM信号，实现功率交换。4.根据权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，所述变流器(23)由四个六脉桥变流器并联组成，每个变流器的交流侧直接并联于交流母线，直流侧经均流电感并联于直流母线，直流母线接在超导磁体(3)的两端，交流母线接入电力系统。5.根据权利要求1-4之一所述的装置，其特征在于，所述低温子系统(4)包括两台制冷机，其中一台制冷机A为单极制冷机，其冷头(47)连接在超导磁体(3)底部，自下而上传递冷量冷却超导磁体(3)，另一台制冷机B为双极制冷机，其两级冷头(41，42)分别与电流引线两端相连，以冷却超导磁体(3)的电流引线，同时其中一级冷头也与杜瓦的辐射屏相连以冷却杜瓦。6.根据权利要求1-5之一所述的装置，其特征在于，所述超导磁体(3)是由多个经环氧真空浸渍固化的高温超导双饼线圈串并联组成的单螺管磁体。7.根据权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，所述便于移动的箱体三侧开门，两侧开窗，该箱体内部设置有若干槽钢，除杜瓦以外各子系统的机柜直接焊接在槽钢上。2CCNN110213046302130471A说明书1/4页移动式直接冷却高温超导磁储能装置技术领域[0001]本发明属于储能装置领域，具体涉及一种高温超导磁储能装置，用于提高电力系统的暂态稳定性。背景技术[0002]超导磁储能(SuperconductingMagneticEnergyStorage，SMES)原理是通过低温子系统将密闭在杜瓦内的超导线圈冷却至超导态，利用超导线圈的高效储能特性以及现代电力电子装置快速的能量转换特性，与相连的电力系统进行动态有功和无功功率交换，实现提高电力系统稳定性的目的。[0003]SMES主要