[实用新型]一种基于超导储能的风力发电系统

说明书

本实用新型公开了一种基于超导储能的风力发电系统，它的组成包括：风力发电(1)，发电厂机组(2)，母线(31，32，33，34，35)，变压器(4)，变压器(5)，变压器(6)，超导储能装置(7)，其特征在于：风力发电(1)发出的电能经过变压器(5)升压，由母线(34)将电能分成两部分，一部分经母线(35)电网供给负载，还有一部分经变压器(6)降压存储在超导储能装置(7)，当无风力发电时，超导储能装置(7)通过变压器(6)升压经母线(34)和(35)接入电网，供给负载。本实用新型的技术效果：通过“削峰填谷”对系统中出现的不平衡功率予以补偿，从供电源头提高风电并网的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及到一种含超导储能的风力发电系统。

背景技术

针对风电系统存在的诸多应用难题，国内外研究人员经过大量观测研究表明，通过对新能源发电产生的电能进行储存和释放，将会使得功率因数低、振荡大、不稳定的能源变成稳定的具有较高价值的产品，实现“风-储-网”之间的能量交互。当系统故障导致发输变电功率波动时，储能装置结合适当的电力电子控制技术，能对故障点处的功率缺失作出精准而迅速地补偿，在故障点处主动配合供电系统解决并网安全可靠性问题，避免故障在传输线路中蔓延、扩散。

储能系统(Energy Storage System，ESS)可以在一定程度上作为负荷的后备电源，有效改善电能品质，提高供电可靠性，保证系统安全稳定运行。此外，电网负荷具有“峰谷”特性，使用储能装置可以“削峰填谷”实现能源高效利用的同时改善风电并网特性，提高电网消纳风电的能力，缓解新能源发电给电网带来的影响，在电力市场中大幅减少因中断能源交易以及预测错误带来的损失，提高经济性进而提供稳定的电价。

由风力发电、储能系统、并网三个相互连接的单元组成。储能设备配置在整流与逆变环节之间，起到电能中转、缓冲的作用。

实用新型内容

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风力发电系统，它的组成包括：风力发电1，发电厂机组2，母线31、32、33、34、35，变压器4，变压器5，变压器6，超导储能装置7，风力发电1发出的电能经过变压器5升压，由母线34将电能分成两部分，一部分经母线35电网供给负载，还有一部分经变压器6降压存储在超导储能装置7，当无风力发电时，超导储能装置7通过变压器6升压接经母线34和35接入电网，供给负载。

所述的超导储能装置7，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。

本实用新型的积极技术效果：

将超导磁储能装置应用于风力发电系统，可以主动参与供电系统的动态功率交换，提高系统的阻尼特性，改善供电的稳定性，提高电能质量，将互联系统中的低频振荡降到最低，增强系统的安全稳定性，从而达到辅助电网主动致稳的目的。

还可以及时准确地检测出风力发电系统中的不平衡功率，并根据系统稳定性的要求实现快速、独立的有功和无功功率四象限调节，通过“削峰填谷”对系统中出现的不平衡功率予以补偿，从供电源头提高风电并网的稳定性。

可见，超导磁储能系统在新能源发电并网过程及提高电能品质与稳定性方面有巨大的发展前景。其在电力系统以及综合供电系统中也有着重要的应用价值。

附图说明

图1是基于超导储能的风力发电系统组成图。