变电站直流系统及供电方法与流程

本发明涉及电网供电，尤其涉及一种变电站直流系统及供电方法。

背景技术：

1、500kv变电站通常是电网交流输电网络中电压等级最高的潮流节点，能够实现大容量电能的传输和分配，满足区域内日益增长的电力需求，支撑经济社会的快速发展，维持较高的电压等级，为下级电网提供稳定的电压支撑，改善电能质量。

2、变电站交流系统的两路交流电源同时断开时，站内重要直流负荷将由直流系统进行供电，但直流系统的实际供电时间较短，达不到两个小时，不能满足对应的安全规定，将造成一定的电力安全等级事件，直接影该区域的电力网络的稳定性和安全性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种变电站直流系统及供电方法，以延长直流系统的供电时长，保障电力系统的安全稳定运行。

2、根据本发明的一方面，提供了一种变电站直流系统，包括：蓄电池组、第一直流母线、超导电缆、超导电缆检测模块、控制模块；

3、所述超导电缆包括第一超导电缆和第二超导电缆；所述蓄电池组通过所述第一超导电缆与所述第一直流母线连接，所述第一直流母线通过所述第二超导电缆与负荷连接；所述蓄电池组用于在所述变电站失压时为变电站直流系统供电；

4、所述第一超导电缆和所述第二超导电缆与所述超导电缆检测模块连接；所述超导电缆检测模块用于检测所述第一超导电缆和所述第二超导电缆的液氮含量；

5、所述控制模块与所述超导电缆检测模块连接；所述控制模块用于根据所述超导电缆的液氮含量对所述第一超导电缆和所述第二超导电缆进行液氮补充。

6、可选地，还包括液氮存储装置，所述液氮存储装置分别与所述第一超导电缆、所述第二超导电缆和所述控制模块连接；所述液氮存储装置用于根据所述控制模块发出的控制信号对所述第一超导电缆和所述第二超导电缆进行液氮补充。

7、可选地，还包括至少两个整流模块，至少两路交流电源通过所述整流模块与所述第一直流母线连接；其中，至少两路所述交流电源分别与至少两个所述整流模块连接；

8、所述整流模块用于将所述交流电源输出的交流电整流后输出至所述第一直流母线；所述第一直流母线为所述负荷供电，并为所述蓄电池组充电。

9、可选地，还包括电池检测模块，所述电池检测模块分别与所述蓄电池组和所述控制模块连接；

10、所述电池检测模块用于检测所述蓄电池组的电池信息，并将所述电池信息传输至所述控制模块；所述控制模块根据所述电池信息控制所述蓄电池组放电。

11、可选地，所述整流模块还与所述电池检测模块连接；

12、所述整流模块还用于将所述交流电源输出的交流电整流后为所述电池检测模块充电。

13、可选地，还包括第二直流母线，所述第一超导电缆包括第三超导电缆和第四超导电缆；

14、所述蓄电池组通过所述第三超导电缆与所述第二直流母线连接，所述第二直流母线通过所述第四超导电缆与所述第一直流母线连接。

15、可选地，还包括放电模块，所述蓄电池组通过所述第二直流母线与所述放电模块连接，所述放电模块用于在所述蓄电池组过充时放电。

16、可选地，所述超导电缆包括高温超导电缆，所述高温超导电缆的临界温度小于80k。

17、根据本发明的另一方面，提供了一种变电站直流系统供电方法，采用第一方面任一项所述的变电站直流系统执行，包括：

18、变电站失压时蓄电池组通过所述超导电缆为所述变电站直流系统供电；

19、超导电缆检测模块检测所述超导电缆的液氮含量；

20、控制模块根据所述超导电缆的液氮含量对所述超导电缆进行液氮补充。

21、可选地，该方法还包括：在变电站正常工作时，交流电源输出的交流电经过整流模块整流后为所述蓄电池组充电。

22、本发明实施例提供的技术方案，在蓄电池组和第一直流母线之间以及第一直流母线和负荷之间采用超导电缆进行直流输电。超导电缆内部储存有液氮，能够维持超导电缆的温度在临界温度，使超导电缆处于超导状态。在超导状态下，超导电缆的直流电阻可达到零欧姆。通过超导电缆检测模块检测超导电缆内部的液氮含量，并通过控制模块对超导电缆的含氮量进行补充，从而维持超导电缆处于超导状态。采用超导电缆进行直流输电，降低了变电站在失压时采用常规电缆进行直流供电过程中的电能损耗，延长了直流系统的供电时长，为工作人员提供了更多的故障排查和检修时间，保障了电力系统的安全稳定运行。

23、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种变电站直流系统，其特征在于，包括：蓄电池组、第一直流母线、超导电缆、超导电缆检测模块、控制模块；

2.根据权利要求1所述的变电站直流系统，其特征在于，还包括液氮存储装置，所述液氮存储装置分别与所述第一超导电缆、所述第二超导电缆和所述控制模块连接；所述液氮存储装置用于根据所述控制模块发出的控制信号对所述第一超导电缆和所述第二超导电缆进行液氮补充。

3.根据权利要求1所述的变电站直流系统，其特征在于，还包括至少两个整流模块，至少两路交流电源通过所述整流模块与所述第一直流母线连接；其中，至少两路所述交流电源分别与至少两个所述整流模块连接；

4.根据权利要求3所述的变电站直流系统，其特征在于，还包括电池检测模块，所述电池检测模块分别与所述蓄电池组和所述控制模块连接；

5.根据权利要求4所述的变电站直流系统，其特征在于，所述整流模块还与所述电池检测模块连接；

6.根据权利要求1所述的变电站直流系统，其特征在于，还包括第二直流母线，所述第一超导电缆包括第三超导电缆和第四超导电缆；

7.根据权利要求6所述的变电站直流系统，其特征在于，还包括放电模块，所述蓄电池组通过所述第二直流母线与所述放电模块连接，所述放电模块用于在所述蓄电池组过充时放电。

8.根据权利要求1所述的变电站直流系统，其特征在于，所述超导电缆包括高温超导电缆，所述高温超导电缆的临界温度小于80k。

9.一种变电站直流系统供电方法，采用权利要求1-8任一项所述的变电站直流系统执行，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的变电站直流系统供电方法，其特征在于，还包括：在变电站正常工作时，交流电源输出的交流电经过整流模块整流后为所述蓄电池组充电。

技术总结
本发明公开了一种变电站直流系统及供电方法，该变电站直流系统包括：蓄电池组、第一直流母线、超导电缆、超导电缆检测模块、控制模块；超导电缆包括第一超导电缆和第二超导电缆；蓄电池组通过第一超导电缆与第一直流母线连接，第一直流母线通过第二超导电缆与负荷连接；蓄电池组用于在变电站失压时为变电站直流系统供电；第一超导电缆和第二超导电缆与超导电缆检测模块连接。本发明实施例提供的技术方案采用超导电缆进行直流输电，降低了变电站在失压时通过直流系统供电过程中的电能损耗，延长了直流系统的供电时长，为工作人员提供了更多的故障排查和检修时间，保障了电力系统的安全稳定运行。

技术研发人员：金宏哲,丘福,傅亦宏,肖薏,谭耿锐,万博智,顾方圆
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4