可再生能源电网超导限流器应用研究

Environmental pollution, depletion of natural resources and climate change has become the most critical challenge to all humanity. Smart grid, which is regarded as next generation power system, is being studied extensively and deeply in many countries. A great number of renewable energy power supplies, mainly using wind energy and photovoltaic, have been put into operation. China has already become leader in this field. However, due to technology limitation in grid connecting in renewable energy power system, waste of energy and money is shocking. Superconducting fault current limiter (SFCL) is a good choice for renewable energy power grid to solve the problem of connecting multi supplies to one common bus. Under this project, optimization design and technical assessment for SFCL used in renewable energy power grid will be carried out. Influence to relay protection, cooperation strategies between SFCL and relay protection will also be studied accurately. Technical advantage and economic feasibility analysis of SFCL used in renewable energy power system will be summarized in the end, which is significant to high-efficiency utilization of renewable energy and industrialization of SFCL. Achievements of this project will be valuable both at theoretical and practical level.

环境资源和气候变化问题已经成为全人类面临的严峻挑战。世界各国对于智能电网的研究方兴未艾，建设了大量以风能、光伏为主的可再生能源电源。我国的可再生能源电网建设也极为迅速，在世界上已经名列前茅，但由于并网技术的制约，存在着大量的弃风弃光现象，资金和资源浪费巨大。超导限流器在可再生能源电网的应用，是超导电力设备应用领域的重要技术创新点，可以解决多点分布电源共母线输电线路的持续供电问题。本项目将对应用于可再生能源电网的超导限流器进行优化设计和技术评估，研究超导限流器接入线路时对保护的影响及配合问题，最终得出超导限流器在可再生能源电网应用的相对技术优势和经济可行性分析，促进技术的产业化应用。本项目将为超导限流器在可再生能源电网中的应用提供重要的技术基础，具有重要理论和工程应用价值。

目前资源与环境问题逐渐制约着人类经济社会的可持续发展。从环保和能源战略考虑，世界各国非常注重智能电网的研究，并建设了大量的风电场和光伏电场。我国在可再生能源电网建设中发展迅速，已经建成了大量的可再生能源电场。但是限于目前的并网技术，我国存在着大量的弃光弃风问题，这导致了大量的能源浪费。超导限流器在可再生能源电网中的应用，不仅可以解决可再生能源电网的低电压穿越问题，同时可以解决多点分布电源共母线输电线路的持续稳定供电问题。本项目首先建立了可再生能源的PSCAD仿真模型，研究了可再生能源电网的短路故障特性。然后建立了电阻型和饱和铁芯型超导限流器的仿真模型，研究了超导限流器对于可再生能源电网的短路限流效果。此外，对于超导限流器接入可再生能源电网的保护性能做了详细的分析，同时研究了超导限流器接入线路时对于系统保护的影响及配合问题。最后对电阻型超导限流器和饱和铁心型超导限流器应用在可再生能源电网中的经济性做了深入的分析。研究结果验证了超导限流器在可再生能源电网中具有较高的应用价值和技术优势，超导限流器对于电网电网保护的影响较小，饱和铁心型超导限流器在可再生能源电网中应用的经济性更佳。本项目的研究为超导限流器在可再生能源电网中的应用提供了重要的技术参考，具有显著的工程应用价值。