SU690588A1

SU690588A1 - Power-producing system

Info

Publication number: SU690588A1
Application number: SU762418900A
Authority: SU
Inventors: Владимир Евгеньевич Игнатов; Александр Васильевич Мисюлин
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им. Г.М. Кржижановского
Priority date: 1976-11-05
Filing date: 1976-11-05
Publication date: 1979-10-05

Description

(54) ЭНЕРГОСИСТЕМА(54) ENERGY SYSTEM

1, one,

Изобретение относилс к электротехнике и может быть использовано при соэ Дании энергосистем с прот женными сверхпровод щими лини ми электропередачи посто нного тока.The invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of power systems in Denmark with extended DC superconducting power lines.

Известна энергосистема с сосредоточенным сверхпровод щим индуктивньтМ накопителем , выполненным в виде катушек из сверхпроводникового материала l Недостатками известной системы вл ютс низка надежность и недостаточна безопасность эксплуатации накопител как в нормальных режимах, так и в аварийных ситуаии ос, когда требуетс быстра эвакуаци запасенной энергии, а также невозможность в накопител х такого типа длительно сохран ть запасенную энергию без посто нного подвода энергии -от источника большой мощности Известна также энергосистема, содержаща источник питани , к которому подсоединен преобразовательный блок с блоком управлени , св занный с накопителем выполненный в виде сверхпровод щей лиНИИ посто нного тока, который подсоединен к другому преобразовательному блоку , св занному с потребителем .1.A known power system with a concentrated superconducting inductive storage device made in the form of coils of superconducting material. The disadvantages of the known system are low reliability and insufficient safety of the storage device operation both in normal conditions and in emergency situations, when emergency energy is required to evacuate stored energy, and the inability in accumulators of this type to persist for a long time the stored energy without a constant supply of energy — from a source of high power. Also known nergosistema comprising a power source that is connected to a converter unit with a control unit associated with the drive configured as a superconducting line DC which is connected to the next converter unit, communication with the consumer zannomu .1.

Токонесуща система сверхпровод щей линии окружена стальной трубой, котора , помимо обьиных защитных функций, выполн ет роль магнитопровода. При длине замкнутой в кольцо линии 25 ОО км и тока 50О кА количество аккумулированной энергии составл ет ,The current-carrying system of the superconducting line is surrounded by a steel pipe, which, in addition to its common protective functions, serves as a magnetic conductor. When the length of the closed line in the ring is 25 OO km and the current is 50 O kA, the amount of accumulated energy is

Недостатком известного устройства вл етс невозможность длительного хранени запасенной энергии без посто нного по/шода энергии от источника.A disadvantage of the known device is the impossibility of long-term storage of stored energy without constant energy supply from the source.

Целью изобретени вл етс повьпие- ние надежности энергосистемы за счет увеличени количества запасенной электроэнергии и возможности ее длительного хранени без подпитки от внешнего источника.The aim of the invention is to improve the reliability of the power system by increasing the amount of stored electricity and the possibility of its long-term storage without recharge from an external source.

Энергосистема содер юлт источник питани , к которому подсоединен преобразовательный блок с блоком управлени , св занный с накопителем, выполненным в виде сверхпровод щей линии посто нного тока, который подсоединен к другому преобразовательному блоку, св зан ному с потребителем, лини -накопитель выполнена в В1ще двух замкнутых контуров, в каждый из которых со стороны источника и потребител введены дополнительные сверхпровод щие преобразователи , подключенные через допол11ительный блок управлени к преобразовательному блоку, подсоединенному со ответственно к источнику питани и к потребителю. На фиг. 1 изображена энергосистема, принципиальна схема; фш. 2 - вариант подключени одного сверхпровод щего преобразовател . Сверхпровод ща лишш электропереда чй посто нного тока выполнена .в виде двух изолированных одна к другой одноЬроводных линий 1 и 2 разной пол рности , кажда из которых образует замкнутый контур. Ввод энергии от источника 3 и вывод ее потребителю 4 в требуемы точках осуществл етс с помощью обыч ,ных полупроводниковых реверсивных преобразователей 5 и 6, которые включены параллельно замкнутым сверхпровод щим контурам. При этом в зависимости от направлени передаваемой мощности полупроводниковые преобразователи могут работать в режиме выпр мител или инвертора . При по влении избыточной мощности в энергосистеме (ее величина обычно составл ет несколько процентов полной Мощности системы) при условии сохране ни тока нагрузки повышаетс напр жение со стороны источника. Если параллел но с полупроводниковыми преобразовател ми 5 и 6 включены дополнительные сверхпровод пцие преобразователи 7 и 8 на основе мощных криотронов, то избыток мощности может резервироватьс в замкнутом контуре сверхпровод щего ин дуктивного накопител . При этом ввод энергии в контуры будет осуществл тьс с помощью сверхпровод пвос преобразова телей 7, работающих в режиме выпр мл ни , а выход энергии - с помощью преобразователей S, работающих в режиме инвертировани . Дл управлени криотро ными преобразовател ми служат блоки 9 При измеиеш1И параметров нагрузки 4 или источника 3 сигнал с датчика 10 состо ни энергосистемы поступает в блок 9, состо щий, например,-из блока 11 управлени и блока 12 силового рргулировани . На выходе блока 12 силового регулировани включен трансформатор сверхпровод щего преобразовател 7 с первичной обмоткой 13 и двум вторичными сверхпровод щими обмотками 14 и 15, которые включены непосредственно в каждый из замкнутых контуров 1,2 (на фиг. 2 показано включение в контур 1). Е гар мление переменного тока осуществл етс , например, по двухполупериоднрй схеме с помощью сверхпровод щих переключающих элементов, например , криотронов, содержащих силовые клапаны 16 и обмотки 17 управлени , причем последние включены на блок 11 управлени . Возможно включение в работу сверхпровод щего преобразовател с помощью автономного дополнительного блока 18 управлени . Число точек ввода к отбора мощности в энергосистеме будет определ тьс схемой энергосистемы, элементом которой вл ютс прот женные замкнутые сверхпровод щие линии электропередачи посто нного тока 1 и 2. Основным преиму1цеством такой схемы вл етс то, что в сверхпровод щей пинии электропередачи посто нного тока по вл ютс две независимые системы на .коплени энергии, позвол ющие повысить количество запасной энергии и создающие возможность длительного хранени части Э1ОЙ энергии. Перва система создаетс транспортным током, протекающим от источника к потребителю по лини м разной пол рности. За счет энергии, накопленной в линии, напр жение поддерживаетс приблизительг но посто нньгм при кратковременных колебани х тока. Энерги , накопленна в этой системе, не может сохранитьс длительно без посто нного подвода мощности от источника. Втора система накоплени образуетс токами, созданными криотронами преобра- зовател ми и циркулирующими, в сверхпровод щих лини х посто нного тока каждой или любой пол рности, которые офазуют замкнутые контуры. Токи, шфкулирующле в этой дополнительной системе накоплени , могут сохран тьс длительно без подпитки от внешнего источника. Отбор мопьности , щгркулирующей в замкнутом сверхпровод щем контуре, осуществл етс крио- тронными преобразовател ми при переводе в режим инвертора. Наличие второй дополнительной систе ы накоплени электромагнитной энергииThe power system contains a power source to which the conversion unit is connected with a control unit, connected to a storage device made in the form of a superconducting direct current line, which is connected to another conversion unit connected to a consumer, the storage line is made in B1 beyond two closed circuits, in each of which from the source and the consumer side, additional superconducting converters are inserted, connected through an additional control unit to the conversion unit, connected to the power source and to the consumer. FIG. 1 shows the power system, schematic diagram; flash 2 is a variant of connecting one superconducting converter. The superconducting superfluous direct current transmission is made in the form of two single conductor lines 1 and 2 of opposite polarity insulated one to another, each of which forms a closed loop. The input of energy from source 3 and its output to consumer 4 at the required points is carried out using conventional semiconductor reversing converters 5 and 6, which are connected in parallel to closed superconducting circuits. In this case, depending on the direction of the transmitted power, the semiconductor converters can operate in the rectifier or inverter mode. When excess power in the power system appears (its value is usually a few percent of the total System power), provided that the load current is maintained, the voltage from the source side rises. If, in parallel with semiconductor converters 5 and 6, additional superconducting converters 7 and 8 based on high-power cryotrons are included, then the excess power can be reserved in the closed loop of the superconducting inductive accumulator. In this case, the energy input into the circuits will be carried out with the help of superconductor converters 7, operating in rectifier mode, and the output of energy - using inverters S, operating in inversion mode. For control of cryotransformers, blocks 9 are used. When load parameters 4 or source 3 are measured, the signal from sensor 10 of the power system goes to block 9, for example, from block 11 of control and block 12 of power regulation. A superconducting transformer 7 with a primary winding 13 and two secondary superconducting windings 14 and 15, which are connected directly to each of the closed circuits 1.2 (shown in Fig. 2, is shown in circuit 1), is connected to the output of the power control unit 12. AC AC charging is performed, for example, by a full-wave circuit using superconducting switching elements, such as cryotrons, containing power valves 16 and control windings 17, the latter being connected to control unit 11. A superconducting converter can be put into operation with the aid of an autonomous supplementary control unit 18. The number of power inlet points in the power system will be determined by a power system circuit whose element is extended closed superconducting DC power lines 1 and 2. The main advantage of such a circuit is that in DC superconducting power transmission There are two independent systems for energy accumulation, which allow to increase the amount of stored energy and create the possibility of long-term storage of a part of the energy EOI. The first system is created by a transport current flowing from the source to the consumer along lines of different polarity. Due to the energy stored in the line, the voltage is maintained approximately constant at short-term current fluctuations. The energy stored in this system cannot be stored for a long time without a constant supply of power from the source. The second accumulation system is formed by currents created by the cryotrons of the converters and circulating in the superconducting DC lines of each or any polarity, which of the closed circuits. The currents, which are integral to this additional accumulation system, can persist for a long time without being fed from an external source. The selection of crystals that are closed in a closed superconducting circuit is carried out by cryotronic converters when switched to the inverter mode. Availability of the second additional electromagnetic energy storage system