利用超导电力传输的煤炭能量利用系统技术方案

一种利用煤炭能量的系统，包括：热能发电装置，通过在煤田区域附近热能发电而将远离需求终端的煤区的煤炭能量转换为电能；需求终端的ＡＣ负载；ＡＣ配电网络；从热能发电装置传输电能至配电网络的电力传输装置。电力传输装置为超导电力传输系统和常规的常温的配电网络的组合。在连接端设置由超导线圈组成的电力存储装置以将电能传输至需求端并吸收能量波动。超导输电装置包括：设在电力传输装置输入侧转换ＡＣ为ＤＣ的第一电流转换装置；设在电力传输装置的需求终端侧的配电网络的连接端转换ＤＣ为ＡＣ的第二电流转换装置；其间的ＤＣ超导电缆；调节电力传输量的电力负载调节装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用包括泥炭能量的煤炭能量的系统。具体地说，涉及有效利用在遥远的寒冷地区生产的煤炭能量，更具体地说，涉及有效利用煤炭能量的系统，该系统中，通过热能发电在生产地区将煤转换为电能，并且通过组合使用超导电缆和常规的配电网络而将转换的电能传输至需求终端。
技术介绍
利用诸如石油，天然气和煤一类的化石燃料热能发电。通过大型油轮或管道运输石油。通过LNG船或管路运输作为液体天然气的天然气。由矿物船运输煤，然而，至于将化石燃料从挖掘基地运输至出口基地，将化石燃料装到船上和从船上卸下以及在进口基地或电厂存储化石燃料的问题，与石油和天然气比较，煤在输送(logistics)条件方面有较大缺点。虽然，在陆地由管道运输石油和天然气，用汽车运输煤炭的问题是重量重并且存在浪费。然而，煤承担30％的世界能量供给，并且储量比石油丰富。因此，进行了煤炭的能量转换的开发，例如使它转换成成本低的液体燃料或气体燃料。经过研究，在生产区域通过能量转换得到的液体或气体燃料在日本得到使用。许多国际合作正在进行对于煤炭能量技术的开发。例如，日本和美国之间的合资公司和日本与澳大利亚的合资公司已经在进行这种开发。除了上述情况以外，诸如中国，印度尼西亚，俄罗斯，蒙古等产煤国家也在互相合作，但还没有一种情况进入实际可行阶段。因此，有效利用储量为石油或天然气几倍多的煤是21世纪的一个问题，在化石燃料中，煤炭就输送方面远比石油或天然气差。另外，世界上泥炭的储量多至5000亿～1万亿。特别是，泥炭的热能低，含硫和灰分低，并且是有效的生物质(biomass)能量。同时，至于电力的供应和需求，当根据不同地区不同的经济增涨，对电的需要突然增加时，对电的供给需要和峰值负载增大，使得不同区域满足对电的需要是不平衡的。具体地是，至于供应和需要，对电的需要的绝对值以及峰值负载增加，使得负载系数逐年降低。为了解决这个问题，迫使电力公司建造容量足可满足峰值负载的电厂。为了与电力系统容量增加的需求相适应，必需安装发电厂，电力线路和变压器站，来供给与增大的负载匹配的电力。然而，在城市附近找到建厂的地点很困难。另外，一般水源离城市很远。同时，从环境问题的观点来看，找到可以用作发电厂的区域更加困难，这会导致新建电厂的困难。出于多国合作的思想，产生了CIGRE KeyoneAdress(巴黎，1994年8月28日)。在文献中提出了地中海区域的合作系统和非洲区域的合作系统。例如，在非洲区域的合作系统中，说明了(1)在冬天和夏天，峰值负载的合作，和(2)通过利用西和东之间的4小时的时差，减少日峰值需要。为了解决满足区域用电要求不平衡的问题，通过利用地区差别，实现宽广区域的能量和电的适应系统是非常有利的。使用宽广区域的配电网络时，各个国家之间的电力损失和电压差对于电力输送和调节是大的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种使用煤炭能量的系统，其中，有效地使用包括超导电力传输电缆或超导线圈和常规的配电网络的电力存储装置，将煤矿的包括泥炭的煤的能量通过热能发电转换为电能，并且电能可以有效地远距离传输。根据本专利技术，一种利用煤炭能量的系统，它包括在煤田区域附近的热能发电装置，它可将与需求终端不同的遥远区域的煤田区域的煤炭能量，通过热能发电，转换为电能；在需求终端的交流电流负载；交流电配电网络；和电力传输装置，它可从煤田区域附近的热能发电装置，通过电力传输装置，将电能传输至配电网络，其中，该电力传输装置为超导电力传输系统和常规的常温的配电网络的组合，该系统利用超导电力传输电缆，传输直流电，其传输损失小；并且利用在配电网络的馈电点处转换交流电，而通过交流电配电网络传输电能至需求终端，在该馈电点上，电流是利用设在连接端的交流电转换机构馈送的。另外，根据本专利技术，该电力传输装置可以为一种利用煤炭能量的系统，它包括在煤田区域附近的热能发电装置，它可将与需求终端不同的遥远区域的煤田区域的煤炭能量，通过热能发电，转换为电能；在需求终端的交流电流负载；交流电配电网络；和电力传输装置，它可从煤田区域附近的热能发电装置，通过电力传输装置，将电能传输至配电网络；其中，该电力传输装置为在常温(normal temperature)下的常规的配电网络，在该网络的连接端设有包括超导线圈的电力存储装置，电能通过该配电网络传输至需求终端，从而可以吸收在需求终端或电厂的电力波动。本专利技术涉及在例如西伯利亚，俄罗斯或东欧的邻国一类输送条件差的寒冷的遥远地区的煤田区域的煤炭能量利用系统。该系统与常规的将在生产区域生产的煤运输至需求终端以产生电力的热电厂的系统不同，根据本专利技术，在生产区域生产的煤在煤田附近的热电厂转换，在现有的配电网络上传输。在该网络和热电厂之间设置本身具有存储电力功能的超导电力传输电缆，或者设置包括超导线圈的电力存储装置，将电力传输至需求终端的配电网络。因而，由于该电力传输电缆具有电力存储功能，即使在需求终端或电厂出现电力波动或停电，通过补偿，可以吸收电力波动或停电。具体地如图5(B)所示，不是在例如春天或秋天或需求终端的晚上这样的冗余供电期间将冗余的电传输至需求终端，而是通过流动分配器91将电力送至在不连接到常规的配电网络的部分上的超导电缆82、83。在取得冗余电力后，通过切断电流分路电路92S，94S形成一个闭合电路来存储取得的电力。当例如在夏天或冬天或需求终端的白天，电力供给量短缺，低于需要量时，通过打开电流分路电路94S，存储的电力通过连接器93引导至电力电缆81而传输至需求终端的配电网络。另外，如图6所示，在电厂的馈电线路(在加压输送站的情况下为发电机)和常规的配电网络之间的连接端上，设置包括超导线圈的电力存储装置的情况也具有相同效果。当在它们之间有横渠道区域或大河等时，电力传输装置优选具有中继部分，在中继部分之间优选设有超导电力传输电缆，或者在连接到常规的配电网络的连接端上设置包括超导线圈的电力存储装置。另外，根据本专利技术，该电力传输装置为沿着天然气管道设置的电力传输电缆，沿着该管道，以预先确定的间隔设置加压输送站，利用兰金循环产生能量来回收废热，并且通过超导输电装置或通过在连接端包括超导线圈的电力存储装置将所产生的电力馈送至电力传输电缆。包括泥炭的煤田生产区域的产生热的装置可以建在多个系统或具有热电厂的国家之间。在这种情况下，考虑到吸收电厂之间的负载波动，优选通过在该连接端的包括超导线圈的电力存储装置将电力送至电厂之间的电力传输电缆。另外，在变压器站电压降低后，电力接收侧设置包括超导线圈的电力存储装置，则可降低成本。供给冷却能量以保持超导状态的装置与在电力存储装置处传输电力的装置安装在一起，该电力存储装置包括使用超导电力传输电缆的超导输电装置或超导线圈。超导电力传输电缆的连接端和需求终端侧的配电网络优选具有电力中继部分。该中继部分包括将直接电转换为交流电的电流转换装置和电力负载调节装置。该电力负载调节装置通过检查来自设置在该电流转换装置上游的需求终端配电网络的电力负载的状态，来调节传输至配电网络的电力传输量。该电流转换装置和调节电力负载的装置为使用供给冷却能量的装置的超导装置。另外，根据本专利技术，对于供给冷却能量的装置优选其冷却装置沿着超导输电装置设置，并且供给用于保持包括超导电缆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤炭能量的系统，它包括：在煤田区域附近的一热能发电装置，它通过热能发电将与需求终端不同的遥远区域的煤田区域的煤炭能量转换为电能；在需求终端的一交流电流负载；一交流电配电网络；和一电力传输装置，通过所述 电力传输装置，将电能从所述煤田区域附近的热能发电装置传输至所述配电网络；其中，所述电力传输装置为利用超导电力传输电缆以小的传输损失来传输直流电的超导电力传输系统和常规的常温的配电网络的组合，并且利用在配电网络的馈电点处转换交流电而将 电能通过交流电配电网络传输至需求终端，在所述馈电点上利用设在连接端的一交流电转换机构馈送电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-3-31 093954/20031.一种利用煤炭能量的系统，它包括在煤田区域附近的一热能发电装置，它通过热能发电将与需求终端不同的遥远区域的煤田区域的煤炭能量转换为电能；在需求终端的一交流电流负载；一交流电配电网络；和一电力传输装置，通过所述电力传输装置，将电能从所述煤田区域附近的热能发电装置传输至所述配电网络；其中，所述电力传输装置为利用超导电力传输电缆以小的传输损失来传输直流电的超导电力传输系统和常规的常温的配电网络的组合，并且利用在配电网络的馈电点处转换交流电而将电能通过交流电配电网络传输至需求终端，在所述馈电点上利用设在连接端的一交流电转换机构馈送电流。2.一种利用煤炭能量的系统，它包括在煤田区域附近的一热能发电装置，它通过热能发电将与需求终端不同的遥远区域处的煤田区域的煤炭能量转换为电能；在需求终端的一交流电流负载；一交流电配电网络；和一电力传输装置，通过所述电力传输装置，将电能从所述煤田区域附近的热能发电装置传输至所述配电网络；其中，所述电力传输装置为常温下的一常规配电网络，在所述网络的连接端设有包括一超导线圈的一电力存储装置，电能通过所述配电网络传输至需求终端，从而吸收在需求终端或电厂侧的电力波动。3.如权利要求1或2所述的利用煤炭能量的系统，其中，所述电力传输装置为沿着天然气管道设置的电力传输电缆，沿着所述管道以预先确定的间隔设置加压输送站，利用兰金循环通过产生能量回...

【专利技术属性】
技术研发人员：川村邦明，池内正充，町田明登，
申请(专利权)人：株式会社前川制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]