一种基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置的制作方法

本技术涉及新能源发电储能，尤其涉及一种基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置。

背景技术：

1、随着现代电网的不断建设，新能源发电规模逐渐扩大和分布式发电技术的发展壮大，电力储能的重要性也日益显现。现有的储能技术主要有以下方面的应用：(1)提高电力系统的稳定性；(2)改善电力系统电能质量；(3)调节负荷的谷峰值；(4)用于可再生能源及微电网。

2、超导磁储能系统储能密度大、响应速度快、能在较短时间内释放很大的功率，属于一种典型的功率型储能系统。超导磁储能相对于其他储能技术有，储能密度高、无损耗，能量功率大、使用灵活、控制方便、转换效率高等优点。

3、当前实际应用中超导磁体工作电压范围受限于器件、成本等原因通常较低，无法在高压超导磁中应用，因此难以实现大容量超导磁体储能装置。亟需一种可以通过移相变压器结构为超导磁体提供高压直流电压的基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提出一种基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，该基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置通过移相变压器结构为超导磁体提供高压直流电压，满足了高压场合下超导磁体的应用，超导磁体两端电压可达到10kv以上，实现大容量的超导磁储能系统功能。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，包括多绕组变压器一、多绕组变压器二、ac-dc变流器单元一、ac-dc变流器单元二、直流斩波单元；所述多绕组变压器一的原边连接电网，副边依次连接ac-dc变流器单元一中各级ac-dc功率模块；所述多绕组变压器二原边依次连接ac-dc变流器单元二中各级ac-dc功率模块，副边串联接入电网；所述ac-dc变流器单元一、ac-dc变流器单元二以及直流斩波单元共用直流母线。

3、优选地，所述ac-dc变流器单元一包括至少两个ac-dc功率模块；所述ac-dc功率模块的结构为三相全桥拓扑结构，所述ac-dc功率模块的直流侧级联。

4、优选地，所述ac-dc变流器单元一及ac-dc变流器单元二具有相同结构。

5、优选地，所述直流斩波单元包括两个功率变换单元、两个二极管单元及超导磁体；所述两个功率变换单元为：功率变换单元一及功率变换单元二，所述两个二极管单元为：二极管单元一及二极管单元二，所述功率变换单元一及功率变换单元二分别包括一个电抗器和至少两个功率变换单元子模块，所述电抗器与所述功率变换单元子模块串联；所述二极管单元一及二极管单元二分别包括至少两个串联的二极管。

6、优选地，所述功率变换单元一的一端连接正母线，所述功率变换单元一的另一端连接二极管单元二和超导磁体的一端；所述二极管单元一的一端连接正母线，所述二极管单元一的另一端连接功率变换单元二的一端和超导磁体的另一端；所述功率变换单元二和二极管单元二的另一端均连接负母线。

7、采用上述装置之后，基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，包括多绕组变压器一、多绕组变压器二、ac-dc变流器单元一、ac-dc变流器单元二、直流斩波单元；所述多绕组变压器一的原边连接电网，副边依次连接ac-dc变流器单元一中各级ac-dc功率模块；所述多绕组变压器二原边依次连接ac-dc变流器单元二中各级ac-dc功率模块，副边串联接入电网；所述ac-dc变流器单元一、ac-dc变流器单元二以及直流斩波单元共用直流母线；该基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置通过移相变压器结构为超导磁体提供高压直流电压，满足了高压场合下超导磁体的应用，超导磁体两端电压可达到10kv以上，可实现大容量的超导磁储能系统功能。

技术特征：

1.一种基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，其特征在于，包括多绕组变压器一、多绕组变压器二、ac-dc变流器单元一、ac-dc变流器单元二、直流斩波单元；所述多绕组变压器一的原边连接电网，副边依次连接ac-dc变流器单元一中各级ac-dc功率模块；所述多绕组变压器二原边依次连接ac-dc变流器单元二中各级ac-dc功率模块，副边串联接入电网；所述ac-dc变流器单元一、ac-dc变流器单元二以及直流斩波单元共用直流母线。

2.根据权利要求1所述的基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，其特征在于，所述ac-dc变流器单元一包括至少两个ac-dc功率模块；所述ac-dc功率模块的结构为三相全桥拓扑结构，所述ac-dc功率模块的直流侧级联。

3.根据权利要求1所述的基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，其特征在于，所述ac-dc变流器单元一及ac-dc变流器单元二具有相同的结构。

4.根据权利要求1所述的基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，其特征在于，所述直流斩波单元包括两个功率变换单元、两个二极管单元及超导磁体；所述两个功率变换单元为：功率变换单元一及功率变换单元二，所述两个二极管单元为：二极管单元一及二极管单元二，所述功率变换单元一及功率变换单元二分别包括一个电抗器和至少两个功率变换单元子模块，所述电抗器与所述功率变换单元子模块串联；所述二极管单元一及二极管单元二分别包括至少两个串联的二极管。

5.根据权利要求4所述的基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，其特征在于，所述功率变换单元一的一端连接正母线，所述功率变换单元一的另一端连接二极管单元二和超导磁体的一端；所述二极管单元一的一端连接正母线，所述二极管单元一的另一端连接功率变换单元二的一端和超导磁体的另一端；所述功率变换单元二和二极管单元二的另一端均连接负母线。

技术总结
本技术公开了一种基于移相变压器的高压大功率超导磁储能装置，包括多绕组变压器一、多绕组变压器二、AC‑DC变流器单元一、AC‑DC变流器单元二、直流斩波单元；多绕组变压器一的原边连接电网，副边依次连接AC‑DC变流器单元一中各级AC‑DC功率模块；多绕组变压器二原边依次连接AC‑DC变流器单元二中各级AC‑DC功率模块，副边串联接入电网；AC‑DC变流器单元一、AC‑DC变流器单元二以及直流斩波单元共用直流母线；该高压大功率超导磁储能装置通过移相变压器结构为超导磁体提供高压直流电压，满足了高压场合下超导磁体的应用，超导磁体两端电压可达到10kV以上，可实现大容量的超导磁储能系统功能。

技术研发人员：黄晓,左冉阳,胡子豪,周党生,吕一航
受保护的技术使用者：深圳市禾望电气股份有限公司
技术研发日：20230220
技术公布日：2024/1/13