JP5541609B2 - Superconducting cable line cooling system - Google Patents

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Description

本発明は、超電導ケーブル線路の冷却システムに関するものである。特に、電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力である場合、効率的に冷媒を冷却できる超電導ケーブル線路の冷却システムに関するものである。   The present invention relates to a cooling system for a superconducting cable line. In particular, the present invention relates to a cooling system for a superconducting cable line that can efficiently cool a refrigerant when the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular and variable power.

図７に従来の超電導ケーブル線路の冷却システム2の概略図を示す。この超電導ケーブル線路は、電力を供給側端末11から負荷側端末12へ送電を行う超電導ケーブル10と、冷媒を冷却する冷却機構13と、冷媒の循環機構14とを備える。超電導ケーブル10は、冷媒により冷却される超電導体を有する。冷却機構13は冷媒を内部に貯留し外部に流出できるタンク13aと、タンクの冷媒を所定温度に冷却する冷凍機13bとを備える。循環機構14は冷凍機13bで所定温度に冷却された冷媒を超電導ケーブル10の長手方向に循環するポンプ14aを備える。冷却機構13及び循環機構14は、通常、超電導ケーブル10の両端側（端末11、12）からパイプ16a、16bを介して冷媒循環路の途中に連結される。冷媒は図７の矢印に示すようにタンク13a→ポンプ14a→パイプ16a→超電導ケーブル10→パイプ16b→タンク13aの順に循環される。タンク13aに戻された冷媒は、冷凍機13bで所定の冷媒温度に冷却され、再度ポンプ14aによって超電導ケーブル10に循環される。   FIG. 7 shows a schematic diagram of a cooling system 2 for a conventional superconducting cable line. The superconducting cable line includes a superconducting cable 10 that transmits power from the supply-side terminal 11 to the load-side terminal 12, a cooling mechanism 13 that cools the refrigerant, and a refrigerant circulation mechanism 14. Superconducting cable 10 has a superconductor cooled by a refrigerant. The cooling mechanism 13 includes a tank 13a that can store the refrigerant inside and flow out to the outside, and a refrigerator 13b that cools the refrigerant in the tank to a predetermined temperature. The circulation mechanism 14 includes a pump 14a that circulates the refrigerant cooled to a predetermined temperature by the refrigerator 13b in the longitudinal direction of the superconducting cable 10. The cooling mechanism 13 and the circulation mechanism 14 are usually connected to the refrigerant circulation path from both ends (terminals 11 and 12) of the superconducting cable 10 via pipes 16a and 16b. The refrigerant is circulated in the order of tank 13a → pump 14a → pipe 16a → superconducting cable 10 → pipe 16b → tank 13a as shown by an arrow in FIG. The refrigerant returned to the tank 13a is cooled to a predetermined refrigerant temperature by the refrigerator 13b and circulated through the superconducting cable 10 again by the pump 14a.

上記の線路に設けられた冷却システムにより冷媒を適切な温度に冷却することで超電導ケーブルは、通電による発熱や外部からの侵入熱による冷媒の温度上昇が十分に低減されて、電気抵抗がほぼゼロである超電導状態を維持することができる。   By cooling the refrigerant to an appropriate temperature by the cooling system provided in the above line, the superconducting cable has sufficiently reduced the temperature rise of the refrigerant due to heat generation due to energization and external intrusion heat, and almost zero electrical resistance It is possible to maintain the superconducting state.

通常、電力供給側で発電される電力には発電出力が一定の電力（例えば原子力発電や火力発電による電力）が用いられており、超電導ケーブル10に供給される電力もほぼ一定電力となる。このように超電導ケーブル10が受取る電力が安定している場合、超電導体は通常一定の冷媒温度で冷却して超電導状態を安定的に維持している。   Normally, power generated on the power supply side is power having a constant power generation output (for example, power generated by nuclear power generation or thermal power generation), and the power supplied to the superconducting cable 10 is also substantially constant power. As described above, when the power received by the superconducting cable 10 is stable, the superconductor is usually cooled at a constant refrigerant temperature to stably maintain the superconducting state.

特開２００５−９３３８３号公報JP 2005-93383 A

近年、環境負荷の低減やエネルギーの有効利用を目的として、電力供給側で発電される電力に、太陽光や風力などの自然エネルギーを利用して発電される電力を利用することが検討されている。しかし、自然エネルギーを利用して発電される電力に対し、効率的な冷却を行う超電導ケーブルの冷却システムが、現在確立されていない。   In recent years, for the purpose of reducing environmental burden and effective use of energy, it has been studied to use electric power generated by using natural energy such as sunlight and wind power as electric power generated on the power supply side. . However, a superconducting cable cooling system that efficiently cools electric power generated using natural energy has not been established.

自然エネルギーを利用して発電する場合、発電される電力は変動することから、超電導ケーブルに供給される電力も変動する。例えば、太陽光を利用して発電する場合、得られる電力は日照条件に依存して不安定となり、夜間には発電が行われなくなる。風力を利用して発電する場合も、得られる電力は風の強さに依存して不安定となり、無風時には発電が行われない。上記のように自然エネルギーが小さい或いは発生していないとき、通電による発熱は小さい或いはない。そのため、このような変動電力が受電される超電導ケーブルにおいて、効率的に冷媒を冷却する機構を具体的に確立する必要がある。   When generating power using natural energy, the generated power varies, so the power supplied to the superconducting cable also varies. For example, when power is generated using sunlight, the obtained power becomes unstable depending on the sunlight conditions, and power generation is not performed at night. Even when power is generated using wind power, the obtained power becomes unstable depending on the strength of the wind, and power generation is not performed when there is no wind. When natural energy is small or not generated as described above, heat generated by energization is small or not. Therefore, it is necessary to specifically establish a mechanism for efficiently cooling the refrigerant in the superconducting cable that receives such fluctuating power.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力である場合、効率的に冷媒を冷却できる超電導ケーブル線路の冷却システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to efficiently cool the refrigerant when the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregularly variable power. It is to provide a cooling system for a superconducting cable line.

本発明は、不規則変動する電力供給側の電力に応じて、冷却機構の冷却出力を適宜変化させることで上記目的を達成する。   The present invention achieves the above object by appropriately changing the cooling output of the cooling mechanism in accordance with the power on the power supply side that fluctuates irregularly.

本発明は、冷媒で冷却される超電導体を有し、電力供給側から負荷側へ送電を行う超電導ケーブルと、上記冷媒を冷却する冷却機構と、上記冷媒を上記超電導ケーブルの長手方向に循環する循環機構とを備える超電導ケーブルの冷却システムに係るものである。特に、本発明冷却システムは、電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力の場合、その変動電力に対応する物理量を計測する物理量計測手段と、上記冷却機構の冷却出力を上記物理量計測手段の計測結果に応じて変化させる冷却制御手段とを備える。   The present invention includes a superconductor that is cooled by a refrigerant, transmits a power from the power supply side to the load side, a cooling mechanism that cools the refrigerant, and circulates the refrigerant in the longitudinal direction of the superconducting cable. The present invention relates to a cooling system for a superconducting cable including a circulation mechanism. In particular, when the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular and variable power, the cooling system of the present invention has a physical quantity measuring means for measuring the physical quantity corresponding to the variable power and the cooling output of the cooling mechanism. Cooling control means for changing according to the measurement result of the physical quantity measuring means.

本発明冷却システムは、電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力の場合において、その変動電力に対応する物理量に応じて冷却機構の冷却出力を適宜変化させる。不規則に発電される変動電力としては、太陽光、風力、波力など、自然エネルギーを利用した発電電力が挙げられる。変動電力に対応する物理量は、変動電力自体を算出するための物理量のほか、変動電力に換算可能な物理量のことである。具体的には、超電導ケーブルに供給される電流や太陽光発電の場合の日照度（光量）などを利用することができる。その他、変動電力の発電の有無が時間と相関している場合、時間も変動電力に対応する物理量として利用できる。変動電力に対応する物理量に応じて冷却機構の出力を適宜変化させることで、超電導ケーブルの発熱状況に対応した効率的な冷媒の冷却を行うことができる。   The cooling system of the present invention appropriately changes the cooling output of the cooling mechanism according to the physical quantity corresponding to the fluctuation power when the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular fluctuation power. Examples of the fluctuating power generated irregularly include generated power using natural energy such as sunlight, wind power, and wave power. The physical quantity corresponding to the fluctuation power is a physical quantity that can be converted into the fluctuation power in addition to the physical quantity for calculating the fluctuation power itself. Specifically, the current supplied to the superconducting cable, the daily illuminance (light quantity) in the case of solar power generation, or the like can be used. In addition, when the presence or absence of power generation of variable power correlates with time, time can also be used as a physical quantity corresponding to the variable power. By appropriately changing the output of the cooling mechanism according to the physical quantity corresponding to the fluctuating power, it is possible to efficiently cool the refrigerant corresponding to the heat generation state of the superconducting cable.

また、この冷却機構の出力制御は、超電導ケーブルに生じる発熱に対して高い応答性で冷媒温度の適切な制御を可能にする。超電導ケーブルに供給される電力が変動する場合、同ケーブルの通電に伴う発熱量も変動し、その発熱量の変動に伴って冷媒温度が変化する。つまり、変動電力が超電導ケーブルに供給されてから冷媒温度が変動するまでには時間のずれがある。本発明のシステムでは、変動電力に対応する物理量に応じて冷却機構の出力を制御することで、冷媒温度の変化に応じて冷却機構の出力を制御する場合に比べて、より高い応答性を備える。   The output control of the cooling mechanism enables appropriate control of the refrigerant temperature with high responsiveness to heat generated in the superconducting cable. When the power supplied to the superconducting cable fluctuates, the amount of heat generated by energization of the cable also fluctuates, and the refrigerant temperature changes with the variation in the amount of heat generated. That is, there is a time lag from when the fluctuating power is supplied to the superconducting cable until the refrigerant temperature fluctuates. In the system of the present invention, the output of the cooling mechanism is controlled according to the physical quantity corresponding to the variable power, so that higher response is provided compared to the case where the output of the cooling mechanism is controlled according to the change in the refrigerant temperature. .

本発明の一形態として、変動電力がゼロの場合、上記冷却制御手段が上記冷却機構を停止させる形態が挙げられる。   As one form of this invention, when the fluctuation | variation electric power is zero, the form which the said cooling control means stops the said cooling mechanism is mentioned.

冷却機構の停止時間があれば、それだけ冷却機構の寿命やメンテナンスサイクルを延ばす効果も大きくなり、更に効率的な冷媒の冷却を行うことができる。   As long as the cooling mechanism is stopped, the effect of extending the life of the cooling mechanism and the maintenance cycle is increased, and more efficient cooling of the refrigerant can be performed.

本発明の一形態として、上記循環機構の流量出力を上記物理量計測手段の計測結果に応じて変化させる循環制御手段を備えることが挙げられる。   As one form of this invention, it is mentioned that the circulation control means which changes the flow volume output of the said circulation mechanism according to the measurement result of the said physical quantity measurement means is mentioned.

循環機構の流量出力を変化させることで、超電導ケーブルの発熱状況に対応した冷媒の循環に要するエネルギーの省力化を行うことができる。   By changing the flow rate output of the circulation mechanism, it is possible to save energy required for circulating the refrigerant corresponding to the heat generation state of the superconducting cable.

本発明の一形態として、変動電力がゼロの場合、上記循環制御手段が上記循環機構を停止させる形態が挙げられる。   As one form of this invention, when the fluctuation | variation electric power is zero, the form in which the said circulation control means stops the said circulation mechanism is mentioned.

循環機構の停止時間があれば、それだけ循環機構の寿命やメンテナンスサイクルを延ばす効果も大きくなり、更に冷媒の循環に要するエネルギーの省力化を行うことができる。   As long as the circulation mechanism is stopped, the effect of extending the life of the circulation mechanism and the maintenance cycle is increased, and the energy required for circulating the refrigerant can be saved.

本発明の一形態として、超電導ケーブルは直流超電導ケーブルであることが挙げられる。   As one form of this invention, it is mentioned that a superconducting cable is a direct current | flow superconducting cable.

直流超電導ケーブルでは、交流超電導ケーブルで発生する渦電損失、ヒステリシス損失等の交流損失や誘電正接による発熱の問題が除去されるので冷媒の効率的冷却効果が大きいと期待される。直流超電導ケーブルは実質的に無損失のため長距離や大容量送電に用いられると更なる効果が得られる。もちろん、本発明の冷却システムは、交流超電導ケーブルに適用することもできる。   In the DC superconducting cable, the problem of heat generation due to AC loss and dielectric loss tangent such as eddy current loss and hysteresis loss generated in the AC superconducting cable is eliminated, so that it is expected that the effective cooling effect of the refrigerant is great. Since the DC superconducting cable is substantially lossless, further effects can be obtained when it is used for long-distance or large-capacity power transmission. Of course, the cooling system of the present invention can also be applied to an AC superconducting cable.

本発明の一形態として、変動電力が太陽光発電により出力された電力を含むことが挙げられる。   As one form of this invention, it is mentioned that fluctuation | variation electric power contains the electric power output by solar power generation.

太陽光発電の利用により環境負荷の低減やエネルギーの有効利用ができる。また太陽光による発電の有無は日照時間に依存するので、変動電力の有無を時間（昼間か夜間か）と相関させることができる。   The use of solar power can reduce the environmental load and effectively use energy. Moreover, since the presence or absence of power generation by sunlight depends on the daylight hours, the presence or absence of fluctuating power can be correlated with time (daytime or nighttime).

本発明の一形態として、変動電力が風力発電により出力された電力を含むことが挙げられる。   As one form of this invention, it is mentioned that the fluctuation | variation electric power contains the electric power output by the wind power generation.

風力発電の利用により環境負荷の低減やエネルギーの有効利用ができる。また風力発電は日照が不十分な雨天時や曇天時、日照がない夜間でも風があれば発電できる。   The use of wind power can reduce the environmental load and effectively use energy. In addition, wind power can be generated if there is wind even in rainy or cloudy weather when there is insufficient sunshine, or at night when there is no sunshine.

本発明の一形態として、変動電力が太陽光発電により出力された電力と風力発電により出力された電力との合成電力を含むことが挙げられる。   As one form of this invention, it is mentioned that fluctuating electric power contains the synthetic electric power of the electric power output by solar power generation, and the electric power output by wind power generation.

太陽光発電と風力発電の両者の利用により、大きな発電電力が得られる。また、太陽光発電の出力が小さい雨天時や曇天時、又は太陽光発電ができない夜間に風力発電を行うことで、変動電力を補うことができる。   A large amount of generated power can be obtained by using both solar power generation and wind power generation. Moreover, fluctuating electric power can be supplemented by performing wind power generation during rainy or cloudy weather when the output of solar power generation is small, or at night when solar power generation is not possible.

本発明の一形態として、不規則に発電される電力を充電する蓄電機構を備え、変動電力が上記蓄電機構により出力された電力を含むことが挙げられる。   As one embodiment of the present invention, a power storage mechanism that charges power generated irregularly is provided, and fluctuating power includes power output by the power storage mechanism.

不規則に発電される電力を蓄電機構に充電することで、電力を効率的に利用することができる。蓄電機構から放電された電力を変動電力に含めて利用することで、変動電力を補うことができる。   By charging the power storage mechanism with the power generated irregularly, the power can be used efficiently. By using the electric power discharged from the power storage mechanism in the fluctuation electric power, the fluctuation electric power can be compensated.

本発明冷却システムは、電力供給側の不規則変動する電力に応じて、冷却機構の冷却出力を適宜変化させる制御手段を備えることで、効率的に冷媒を冷却することができる。   The cooling system of the present invention can efficiently cool the refrigerant by including a control unit that appropriately changes the cooling output of the cooling mechanism according to irregularly varying power on the power supply side.

図１は、実施形態に係る本発明超電導ケーブル線路の冷却システムの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a cooling system for a superconducting cable line of the present invention according to an embodiment. 図２は、図１の冷却システムの制御手段を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing control means of the cooling system of FIG. 図３は、図２の制御手段の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the control means of FIG. 図４は、図１の冷却システムの変形例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a modification of the cooling system of FIG. 図５は、図１の線路に用いた超電導ケーブルの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the superconducting cable used in the line of FIG. 図６は、超電導体における温度と臨界電流比率との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between temperature and critical current ratio in a superconductor. 図７は、従来の超電導ケーブル線路の冷却システムの概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a conventional cooling system for a superconducting cable line.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面において同一符号は同一構成要件を示す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

＜実施形態１＞
図１に示す超電導ケーブル線路の冷却システム1は、図７で説明した従来の超電導ケーブル線路の冷却システム2と基本的構造は同じである。電力を供給側端末11から負荷側端末12へ送電を行う超電導ケーブル10と、冷媒を冷却する冷却機構13と、冷媒の循環機構14とを備える。本発明の冷却システム1の特徴とするところは、不規則に変動する電力供給側の変動電力に応じて、冷却機構13の冷却出力を適宜変化させる点にある。変動電力には、例えば、太陽光や風力などの自然エネルギーにより発電される電力を利用する。この変動電力に対応する物理量を計測する物理量計測手段20と、冷却機構13の冷却出力を物理量計測手段20の計測結果に応じて変化させる冷却制御手段31（制御手段30）とを備える。以下、各構成をより詳細に説明する。 <Embodiment 1>
The superconducting cable line cooling system 1 shown in FIG. 1 has the same basic structure as the conventional superconducting cable line cooling system 2 described in FIG. A superconducting cable 10 for transmitting power from the supply-side terminal 11 to the load-side terminal 12, a cooling mechanism 13 for cooling the refrigerant, and a refrigerant circulation mechanism 14 are provided. The feature of the cooling system 1 of the present invention is that the cooling output of the cooling mechanism 13 is appropriately changed according to the fluctuation power on the power supply side that fluctuates irregularly. For the variable power, for example, power generated by natural energy such as sunlight or wind power is used. A physical quantity measuring unit 20 that measures a physical quantity corresponding to the fluctuating power and a cooling control unit 31 (control unit 30) that changes the cooling output of the cooling mechanism 13 according to the measurement result of the physical quantity measuring unit 20 are provided. Hereinafter, each configuration will be described in more detail.

［超電導ケーブル線路の冷却システム構成］
（超電導ケーブル）
図５は、図１の線路に用いた超電導ケーブル10の断面図である。超電導ケーブル10は、３相のケーブルコアが一つの真空断熱管60内に収納された構成である。ケーブルコアは、代表的には、中心から順にフォーマ90、導体層91、電気絶縁層92、磁気遮蔽層93、保護層94を備える。これらの各層のうち、導体層91と磁気遮蔽層93に超電導線材が用いられる。 [Cooling system configuration of superconducting cable track]
(Superconducting cable)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the superconducting cable 10 used in the line of FIG. The superconducting cable 10 has a configuration in which a three-phase cable core is housed in one vacuum heat insulating tube 60. The cable core typically includes a former 90, a conductor layer 91, an electrical insulating layer 92, a magnetic shielding layer 93, and a protective layer 94 in order from the center. Of these layers, superconducting wires are used for the conductor layer 91 and the magnetic shielding layer 93.

フォーマ90は、金属線を撚り合わせた中実のものや、金属パイプを用いた中空のものが利用される。中空のフォーマを用いた場合、その内部を冷媒の流路にすることができる。導体層91は、酸化物超電導体を備えるテープ状線材、例えば、Bi2223系超電導テープ線（Ag-Mnシース線）を単層又は多層に螺旋状に巻回した構成が挙げられる。その他、RE123系薄膜線材（RE：希土類元素、例えばY、Ho、Nd、Sm、Gdなど）も導体層91に利用できる。電気絶縁層92は、クラフト紙などの絶縁紙テープや、クラフト紙とプラスチックとを複合した半合成絶縁テープ、例えば、住友電気工業株式会社製PPLP（登録商標）といったテープ状の絶縁性材料を巻回した構成が挙げられる。磁気遮蔽層93は、導体層91と同じ線材を巻回した構成である。保護層94は、クラフト紙などを巻回した構成が挙げられる。   As the former 90, a solid one obtained by twisting metal wires or a hollow one using a metal pipe is used. When a hollow former is used, the inside can be used as a refrigerant flow path. The conductor layer 91 has a configuration in which a tape-like wire rod having an oxide superconductor, for example, a Bi2223 superconducting tape wire (Ag-Mn sheath wire) is spirally wound in a single layer or multiple layers. In addition, RE123-based thin film wires (RE: rare earth elements such as Y, Ho, Nd, Sm, and Gd) can also be used for the conductor layer 91. The electrical insulation layer 92 is formed by winding an insulating paper tape such as kraft paper, or a semi-synthetic insulating tape obtained by combining kraft paper and plastic, such as PPLP (registered trademark) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. Configuration. The magnetic shielding layer 93 is configured by winding the same wire as the conductor layer 91. The protective layer 94 may be configured by winding kraft paper or the like.

断熱管60はコルゲート内管61とコルゲート外管62とを有する二重管構造である。通常、コルゲート内管61とコルゲート外管62との間は空間が形成され、その空間は真空引きされている。このコルゲート内管61と各コアとの間には、冷媒流路80が形成される。この冷媒流路80に超電導体を冷却する冷媒が流れる。そして、コルゲート外管62の上には、ポリ塩化ビニル等による防食層70が形成されている。   The heat insulating tube 60 has a double tube structure including a corrugated inner tube 61 and a corrugated outer tube 62. Usually, a space is formed between the corrugated inner tube 61 and the corrugated outer tube 62, and the space is evacuated. A coolant channel 80 is formed between the corrugated inner tube 61 and each core. A refrigerant for cooling the superconductor flows through the refrigerant flow path 80. An anticorrosion layer 70 made of polyvinyl chloride or the like is formed on the corrugated outer tube 62.

上記の超電導線材に利用される超電導体において、図６に温度とその温度における臨界電流の関係がグラフで示されている。グラフに示されるように、温度が上がるほど臨界電流値は小さくなる。これは、冷媒温度の変化に伴って、電流容量・電力容量が変化することを意味している。つまり、冷媒温度を上げると、電流容量・電力容量を小さくすることができ、冷媒温度を下げると、電流容量・電力容量を大きくすることができる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature and the critical current at that temperature in the superconductor used in the above superconducting wire. As shown in the graph, the critical current value decreases as the temperature increases. This means that the current capacity / power capacity changes as the refrigerant temperature changes. That is, when the refrigerant temperature is raised, the current capacity / power capacity can be reduced, and when the refrigerant temperature is lowered, the current capacity / power capacity can be increased.

（冷却機構）
冷却機構13は、冷媒を内部に貯留し外部に流出できるタンク13aと、タンクの冷媒を所定温度に冷却する冷凍機13bを備える。但し、本発明の構成上、タンクは必須ではない。 (Cooling mechanism)
The cooling mechanism 13 includes a tank 13a that can store the refrigerant inside and flow out to the outside, and a refrigerator 13b that cools the refrigerant in the tank to a predetermined temperature. However, the tank is not essential for the configuration of the present invention.

（循環機構）
循環機構14は、上記冷却機構13で所定温度に冷却された冷媒を超電導ケーブル10の長手方向に循環するポンプ14aを備える。 (Circulation mechanism)
The circulation mechanism 14 includes a pump 14 a that circulates the refrigerant cooled to a predetermined temperature by the cooling mechanism 13 in the longitudinal direction of the superconducting cable 10.

冷却機構13及び循環機構14は、通常、超電導ケーブル10の両端側（端末11、12）からパイプ16a、16bを介して冷媒循環路の途中に連結される。冷媒は、図１の矢印に示すようにタンク13a→ポンプ14a→パイプ16a→超電導ケーブル10→パイプ16b→タンク13aの順に循環される。タンク13aに戻された冷媒は、冷凍機13bで所定の冷媒温度に冷却され、再度ポンプ14aによって超電導ケーブル10に循環される。   The cooling mechanism 13 and the circulation mechanism 14 are usually connected to the refrigerant circulation path from both ends (terminals 11 and 12) of the superconducting cable 10 via pipes 16a and 16b. The refrigerant is circulated in the order of tank 13a → pump 14a → pipe 16a → superconducting cable 10 → pipe 16b → tank 13a as shown by the arrow in FIG. The refrigerant returned to the tank 13a is cooled to a predetermined refrigerant temperature by the refrigerator 13b and circulated through the superconducting cable 10 again by the pump 14a.

他に、冷媒を超電導ケーブルに循環させる機構として、超電導ケーブルとは別にパイプを設けるのではなく、真空断熱管60内にコアと冷媒回収管（図示せず）を備える構成がある。この冷媒回収管は、内管61とコアとの間に収納される。超電導ケーブルを冷却した後の冷媒を上記冷媒回収管に流入させて回収を行い、タンクに戻す。タンクに戻された冷媒は、冷凍機で所定の冷媒温度に冷却され、再度ポンプによって超電導ケーブルに循環される。そうすることで、冷媒流路の閉ループを形成することができる。この構成によれば、冷媒の供給側と回収側を超電導ケーブルの一端側に設けられるため、一方の端末側に冷却機構や回収機構を集約配置できる。   In addition, as a mechanism for circulating the refrigerant through the superconducting cable, there is a configuration in which a pipe and a refrigerant recovery pipe (not shown) are provided in the vacuum heat insulating pipe 60 instead of providing a pipe separately from the superconducting cable. This refrigerant recovery pipe is accommodated between the inner pipe 61 and the core. The refrigerant after cooling the superconducting cable is caused to flow into the refrigerant recovery pipe for recovery and returned to the tank. The refrigerant returned to the tank is cooled to a predetermined refrigerant temperature by the refrigerator and is circulated again to the superconducting cable by the pump. By doing so, a closed loop of the refrigerant channel can be formed. According to this configuration, since the refrigerant supply side and the recovery side are provided on one end side of the superconducting cable, the cooling mechanism and the recovery mechanism can be centrally arranged on one terminal side.

（物理量計測手段）
物理量計測手段20は、電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力である場合、その変動電力に対応する物理量を計測するものである。変動電力に対応する物理量は、変動電力自体を算出するための物理量のことであり、本例では電流を利用する。そこで、物理量計測手段20として電流計を用いることとする。電流計は、超電導ケーブル10に供給される電流を正確に測定できる任意の箇所に取り付けられ、図１に示す取り付け箇所は例示である。本例では、発電機と端末11との間の常電導送電区間に電流計を取り付けている。物理量計測手段20は電流を随時測定する。 (Physical quantity measuring means)
The physical quantity measuring means 20 measures the physical quantity corresponding to the fluctuation power when the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular fluctuation power. The physical quantity corresponding to the fluctuation power is a physical quantity for calculating the fluctuation power itself, and in this example, a current is used. Therefore, an ammeter is used as the physical quantity measuring means 20. The ammeter is attached to an arbitrary location where the current supplied to the superconducting cable 10 can be accurately measured, and the attachment location shown in FIG. 1 is an example. In this example, an ammeter is attached to the normal conducting power transmission section between the generator and the terminal 11. The physical quantity measuring means 20 measures current as needed.

（冷却制御手段）
冷却制御手段31は制御手段30の一つであり、冷却機構13の冷却出力を物理量計測手段20の計測結果に応じて変化させるものである。ここでは、コンピュータにより冷却出力の制御を行っている。冷却機構13の冷却出力の変化は、冷凍機13bの設定温度を変化させることによるものである。図２に示すように、物理量計測手段20の測定結果を冷却制御手段31が取得する。冷却制御手段31はその測定結果をもとに処理を行い、その処理結果を冷凍機調整手段41に送る。それに応じて冷凍機13bの調整が行われる。 (Cooling control means)
The cooling control means 31 is one of the control means 30, and changes the cooling output of the cooling mechanism 13 according to the measurement result of the physical quantity measuring means 20. Here, the cooling output is controlled by a computer. The change in the cooling output of the cooling mechanism 13 is caused by changing the set temperature of the refrigerator 13b. As shown in FIG. 2, the cooling control means 31 acquires the measurement result of the physical quantity measuring means 20. The cooling control means 31 performs processing based on the measurement result, and sends the processing result to the refrigerator adjusting means 41. Accordingly, the refrigerator 13b is adjusted.

［冷却システムの処理手順］
次に、上記構成を備える超電導ケーブル線路の冷却システム1において、物理量計測手段20の測定結果（電流値）に応じて冷凍機13bを調整する処理手順を説明する。 [Cooling system procedure]
Next, a processing procedure for adjusting the refrigerator 13b according to the measurement result (current value) of the physical quantity measuring means 20 in the superconducting cable line cooling system 1 having the above configuration will be described.

超電導ケーブル10の冷媒温度を７７Ｋ（Ｔ０）における臨界電流Ｉ０として、変動電力に対応する電流をＩｎとしたときの臨界温度をＴｎとする。図６に示される超電導体における温度と臨界電流比率との相関関係を、冷却制御手段31を構成する記憶手段にデータとして記憶させておく。 Let the refrigerant temperature of the superconducting cable 10 be a critical current I 0 at 77 K (T 0 ), and let T n be the critical temperature when the current corresponding to the variable power is In. The correlation between the temperature and the critical current ratio in the superconductor shown in FIG. 6 is stored as data in the storage means constituting the cooling control means 31.

冷却制御手段31の処理について、処理のステップを図３に示す。冷却制御手段31が物理量計測手段20の測定結果Ｉｎを取得する（ステップＳ１）。取得したＩｎとＩ０を比較（ステップＳ２、Ｓ３）し、次の処理を行う。
（１）Ｉｎ＝Ｉ０の場合、ＴｎにＴ０を設定する（ステップＳ４）。
（２）０＜Ｉｎ＜Ｉ０の場合、ＴｎにＩｎに対応する臨界温度Ｔ（上記データより得られる）を設定する（ステップＳ５）。
（３）Ｉｎ＝０の場合、Ｔｎに０を設定する（ステップＳ６）。
上記（１）〜（３）によって得られたＴｎと現状冷凍機13bに設定されている温度Ｔ’とを比較し、比較結果に応じた冷凍機調整命令を出す（ステップＳ７）。Ｔｎ≠Ｔ’の場合、冷凍機13bを調整する必要があり、Ｔｎ＝Ｔ’の場合、冷凍機13bはそのままで調整する必要はない。 The processing steps of the cooling control means 31 are shown in FIG. Cooling control means 31 obtains the measurement result I n of the physical quantity measuring means 20 (Step S1). Comparing I n and I 0 obtained (step S2, S3), the following processing is performed.
(1) When I n = I 0 , T 0 is set to T n (step S4).
(2) 0 <For I n <I 0, sets the critical temperature T (obtained from the data) corresponding to I n the T n (step S5).
(3) When I n = 0, T n is set to 0 (step S6).
(1) comparing the ~ (3) the temperature T set in the T n and current state refrigerator 13b obtained by 'issues a refrigerator adjustment command according to the comparison result (step S7). When T n ≠ T ′, the refrigerator 13b needs to be adjusted, and when T n = T ′, the refrigerator 13b does not need to be adjusted as it is.

冷凍機調整手段41は冷凍機調整命令を取得したら、その命令に従って冷凍機13bを動かす。冷凍機13bを調整する必要があり、ＴｎにＴ０或いはＴが設定されている場合、冷凍機13bの冷媒温度を設定された温度に変化させ、Ｔｎに０が設定されていれば、冷凍機13bを停止する。冷凍機13bを調整する必要がない場合は何もしない。 When the refrigerator adjustment means 41 obtains the refrigerator adjustment instruction, the refrigerator adjustment means 41 moves the refrigerator 13b according to the instruction. Must adjust the refrigerator 13b, if T 0 or T is set to T n, the refrigerator 13b is changed to a temperature of the refrigerant temperature is set in, if it is set to 0 T n, The refrigerator 13b is stopped. If there is no need to adjust the refrigerator 13b, nothing is done.

以下、随時測定されている電流Ｉｎに基づいて、上記冷却制御手段31と上記冷凍機調整手段41を繰り返し行う。 Hereinafter, based on the current I n which is measured as needed, repeating the above cooling control unit 31 and the chiller adjusting means 41.

［作用効果］
上記システムにより、超電導ケーブル10に供給される電流に対応した冷媒温度で冷却、或いは冷凍機13b自体を停止することで、超電導ケーブル10の発熱状況に対応した効率的な冷媒の冷却を行うことができる。また、超電導ケーブルの冷却コストを低減することができ、冷却機構13の寿命を延ばす効果も大きくなる。 [Function and effect]
By the above system, it is possible to cool at a refrigerant temperature corresponding to the current supplied to the superconducting cable 10, or to efficiently cool the refrigerant corresponding to the heat generation state of the superconducting cable 10 by stopping the refrigerator 13b itself. it can. Further, the cooling cost of the superconducting cable can be reduced, and the effect of extending the life of the cooling mechanism 13 is increased.

冷凍機13bを停止した場合、外部からの侵入熱により冷媒に貯蓄される熱量が多くなるため冷媒温度は上昇するが、冷凍機13bが停止している間は超電導ケーブル10に電流が流れないので特に問題はない。また、再度所定の冷媒温度に冷却する際は、変動電力に従って冷却を始めればよい。しかしこの場合、従来のように一定の冷媒温度で冷却し続けている場合に比べ、侵入熱の熱量が冷媒に大きく蓄積されるので、所定の冷媒温度に冷却するためには、例えば、冷凍機13bを大型化することが好ましい。冷凍機を大型化して、その冷凍機で冷媒を短期間で冷却することで、一般的に冷却効率は改善されるので冷却コストを低減することができる。   When the refrigerator 13b is stopped, the amount of heat stored in the refrigerant increases due to heat entering from the outside, so the refrigerant temperature rises, but no current flows through the superconducting cable 10 while the refrigerator 13b is stopped. There is no particular problem. Moreover, what is necessary is just to start cooling according to fluctuation | variation electric power, when cooling again to predetermined | prescribed refrigerant | coolant temperature. However, in this case, the amount of heat of intrusion is greatly accumulated in the refrigerant as compared with the conventional case where cooling is continued at a constant refrigerant temperature. It is preferable to enlarge 13b. By increasing the size of the refrigerator and cooling the refrigerant in a short period of time with the refrigerator, the cooling efficiency is generally improved, so that the cooling cost can be reduced.

また、この冷却機構13の出力制御は、超電導ケーブル10に生じる発熱に対して高い応答性で冷媒温度の適切な制御を可能にする。超電導ケーブル10に供給される電力が変動する場合、同ケーブル10の通電に伴う発熱量も変動し、その発熱量の変動に伴って冷媒温度が変化する。つまり、変動電力が超電導ケーブル10に供給されてから冷媒温度が変動するまでには時間のずれがある。本発明の冷却システム1では、物理量計測手段20で測定された電流値に応じて冷凍機13bの設定温度を変化させることで、冷媒温度の変化に応じて冷凍機13bの設定温度を変化させる場合に比べて、より高い応答性を備える。   The output control of the cooling mechanism 13 enables appropriate control of the refrigerant temperature with high responsiveness to heat generated in the superconducting cable 10. When the power supplied to the superconducting cable 10 fluctuates, the amount of heat generated by energization of the cable 10 also fluctuates, and the refrigerant temperature changes with the fluctuation of the amount of heat generated. That is, there is a time lag from when the fluctuating power is supplied to the superconducting cable 10 until the refrigerant temperature fluctuates. In the cooling system 1 of the present invention, the set temperature of the refrigerator 13b is changed according to the change of the refrigerant temperature by changing the set temperature of the refrigerator 13b according to the current value measured by the physical quantity measuring means 20. Compared with, it has higher responsiveness.

＜実施形態２＞
上記実施形態１の構成に加えて、更に、循環機構14の流量出力を物理量計測手段20の計測結果に応じて変化させる循環制御手段32（制御手段30）を備える。本形態のシステムも基本構成は実施形態１と共通であるため、以下、追加構成である循環制御手段32について説明する。 <Embodiment 2>
In addition to the configuration of the first embodiment, a circulation control unit 32 (control unit 30) is provided that changes the flow rate output of the circulation mechanism 14 in accordance with the measurement result of the physical quantity measurement unit 20. Since the basic configuration of the system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the additional description of the circulation control means 32 will be described below.

［超電導ケーブル線路の冷却システム構成］
（循環制御手段）
循環制御手段32は制御手段30の一つであり、図１に示すように、循環機構14の流量出力を物理量計測手段20の計測結果に応じて変化させるものである。循環機構14の代表例としてはポンプ14aが挙げられる。循環機構14の流量出力の変化は、ポンプ14aの設定流量を変化させることによるものである。図２に示すように、物理量計測手段20の測定結果を循環制御手段32が取得する。循環制御手段32はその測定結果をもとに処理を行い、その処理結果をポンプ調整手段42に送る。それに応じてポンプ14aの調整が行われる。 [Cooling system configuration of superconducting cable track]
(Circulation control means)
The circulation control means 32 is one of the control means 30 and changes the flow rate output of the circulation mechanism 14 according to the measurement result of the physical quantity measurement means 20, as shown in FIG. A typical example of the circulation mechanism 14 is a pump 14a. The change in the flow rate output of the circulation mechanism 14 is caused by changing the set flow rate of the pump 14a. As shown in FIG. 2, the circulation control means 32 acquires the measurement result of the physical quantity measuring means 20. The circulation control means 32 performs processing based on the measurement result, and sends the processing result to the pump adjustment means. The pump 14a is adjusted accordingly.

［冷却システムの処理手順］
次に、上記構成を追加した超電導ケーブル線路の冷却システム1において、物理量計測手段20の測定結果（電流値）に応じてポンプ14aを調整する処理手順のみを説明する。この処理手順のフローチャートは基本的に図３と類似である。 [Cooling system procedure]
Next, only the processing procedure for adjusting the pump 14a according to the measurement result (current value) of the physical quantity measuring means 20 in the superconducting cable line cooling system 1 to which the above configuration is added will be described. The flowchart of this processing procedure is basically similar to FIG.

超電導ケーブル10の冷媒温度を７７Ｋ（Ｔ０）、臨界電流Ｉ０における必要流量をＵ０として、変動電力に対応する電流をＩｎとしたときの必要流量をＵｎとする。必要流量と臨界電流比率との相関関係を、循環制御手段32を構成する記憶手段にデータとして記憶させておく。 The refrigerant temperature of the superconducting cable 10 77K (T 0), the necessary flow rate in the critical current I 0 as U 0, the required flow rate when the current corresponding to the power fluctuation was I n and U n. The correlation between the required flow rate and the critical current ratio is stored as data in the storage means constituting the circulation control means 32.

循環制御手段32の処理について、処理のステップは冷却制御手段31におけるそれと同様である。循環制御手段32は、取得したＩｎとＩ０を比較し次の処理を行う。
（１）Ｉｎ＝Ｉ０の場合、ＵｎにＵ０を設定する。
（２）０＜Ｉｎ＜Ｉ０の場合、ＵｎにＩｎに対する必要流量Ｕを設定する。
（３）Ｉｎ＝０の場合、Ｕｎに０を設定する。
上記（１）〜（３）によって得られたＵｎと現状ポンプ14aに設定されている流量Ｕ’とを比較し、比較結果に応じてポンプ調整命令を出す。Ｕｎ≠Ｕ’の場合、ポンプ14aを調整する必要があり、Ｕｎ＝Ｕ’の場合、ポンプ14aはそのままで調整する必要はない。 Regarding the processing of the circulation control means 32, the processing steps are the same as those of the cooling control means 31. Circulation control means 32 compares the I n and I 0 obtained performs the following process.
(1) When I n = I 0 , U 0 is set to U n .
(2) 0 <For I n <I 0, sets the required flow rate U for I n the U n.
(3) For I n = 0, it is set to 0 U n.
(1) Compare-flow U 'and set in the U n and current pump 14a obtained by (3), issues a pump adjustment command according to the comparison result. When U n ≠ U ′, the pump 14a needs to be adjusted. When U n = U ′, the pump 14a does not need to be adjusted as it is.

ポンプ調整手段42はポンプ調整命令を取得したら、その命令に従ってポンプ14aを動かす。ポンプ14aを調整する必要があり、ＵｎにＵ０或いはＵが設定されている場合、ポンプ14aの冷媒流量を設定された流量に変化させ、Ｕｎに０が設定されていれば、ポンプ14aを停止する。ポンプ14aを調整する必要がない場合は何もしない。 When the pump adjustment means 42 obtains the pump adjustment command, it moves the pump 14a according to the command. Need to adjust the pump 14a, if U 0 or U is set to U n, the refrigerant flow rate of the pump 14a is changed to the set flow rate, if it is set to 0 U n, the pump 14a To stop. If it is not necessary to adjust the pump 14a, nothing is done.

以下、随時測定されている電流Ｉｎに基づいて、上記循環制御手段32と上記ポンプ調整手段42を繰り返し行う。 Hereinafter, based on the current I n which is measured as needed to repeat the above circulation control means 32 and the pump adjusting means 42.

［作用効果］
上記手順により、冷却機構13の冷却出力の変化に加え、循環機構14の流量出力を変化させることで、超電導ケーブルの発熱状況に対応した冷媒の循環に要するエネルギーの省力化を行うことができる。 [Function and effect]
By changing the flow rate output of the circulation mechanism 14 in addition to the change of the cooling output of the cooling mechanism 13 by the above procedure, it is possible to save energy required for the circulation of the refrigerant corresponding to the heat generation state of the superconducting cable.

ポンプ14aを停止した場合、循環機構14の寿命を延ばす効果が大きくなり、循環に要するエネルギーの省力化ができるが、外部からの侵入熱により局所的に冷媒に貯蓄される熱量が多くなる箇所ができ易くなってしまう。再運転を行う際のシステムの負荷を考慮すると、最小限の冷媒流量で循環を行うことが好ましい。   When the pump 14a is stopped, the effect of extending the life of the circulation mechanism 14 is increased, and the energy required for circulation can be saved, but there are places where the amount of heat locally stored in the refrigerant increases due to heat entering from the outside. It becomes easy to do. In consideration of the load on the system when performing re-operation, it is preferable to perform circulation with a minimum refrigerant flow rate.

＜変形例１＞
上記実施形態１では、変動電力に対応する物理量として電流を利用したが、変動電力に対応する物理量は、変動電力自体を算出するための物理量のほか、変動電力に換算可能な物理量を利用することができる。また、変動電力の発電の有無が時間と相関している場合、時間も変動電力に対応する物理量として利用できる。例えば、変動電力が太陽光を利用して発電される電力である場合、物理量を時間とすると、発電量がゼロとなる夜間の所定時間には冷凍機13bを停止するように冷却制御手段31を制御することができる。この場合、物理量計測手段20としてタイマを用い、冷却制御手段31を構成する記憶手段に時間と冷凍機13bのスイッチ状態（起動か停止か）の相関関係をデータとして記憶させておく。タイマは時間を随時測定し、冷凍機13bの起動時間になれば、冷却制御手段31により冷凍機調整手段41に冷凍機13bの起動の調整命令が出され、冷凍機調整手段41によって冷凍機13bの起動の処理がなされる。冷凍機13bの停止時間になれば、冷却制御手段31により冷凍機調整手段41に冷凍機13bの停止の調整命令が出され、冷凍機調整手段41によって冷凍機13bの停止の処理がなされる。上述のように変動電力の調整時刻が明確である場合は、このタイマを使用した形態を好適に利用することができる。 <Modification 1>
In the first embodiment, the current is used as the physical quantity corresponding to the variable power. However, the physical quantity corresponding to the variable power uses a physical quantity that can be converted into the variable power in addition to the physical quantity for calculating the variable power itself. Can do. Further, when the presence or absence of generation of variable power correlates with time, time can also be used as a physical quantity corresponding to the variable power. For example, when the fluctuating electric power is electric power generated using sunlight, if the physical quantity is time, the cooling control means 31 is set so that the refrigerator 13b is stopped at a predetermined time at night when the electric power generation becomes zero. Can be controlled. In this case, a timer is used as the physical quantity measuring means 20, and the correlation between the time and the switch state (starting or stopping) of the refrigerator 13b is stored as data in the storage means constituting the cooling control means 31. The timer measures the time as needed, and when the start time of the refrigerator 13b is reached, the cooling control means 31 issues an adjustment instruction for starting the refrigerator 13b to the refrigerator adjustment means 41, and the refrigerator adjustment means 41 sets the refrigerator 13b. Is activated. When the stop time of the refrigerator 13b is reached, the cooling control means 31 issues an instruction to stop the refrigerator 13b to the refrigerator adjustment means 41, and the refrigerator adjustment means 41 performs a process of stopping the refrigerator 13b. As described above, when the adjustment time of the fluctuating power is clear, a form using this timer can be preferably used.

［作用効果］
物理量計測手段20としてタイマを用いることで、冷凍機13bの制御がし易くなる。また、冷凍機13bの時間単位での状況も把握し易くなる。 [Function and effect]
By using a timer as the physical quantity measuring means 20, the refrigerator 13b can be easily controlled. Further, it becomes easy to grasp the situation of the refrigerator 13b in time units.

その他、物理量計測手段20は、物理量として放射照度（太陽光発電）を利用する場合は放射照度計、風速（風力発電）を利用する場合は風速計などを利用することができる。いずれの場合も、冷却制御手段31を構成する記憶手段に、利用する物理量と冷却機構の出力変化の相関関係をデータとして記憶させておく。   In addition, the physical quantity measuring means 20 can use an irradiance meter when using irradiance (solar power generation) as a physical quantity, and an anemometer or the like when using wind speed (wind power generation). In either case, the storage means constituting the cooling control means 31 stores the correlation between the physical quantity to be used and the output change of the cooling mechanism as data.

＜変形例２＞
上記変形例１では、変動電力に対応する物理量を時間とし、変動電力がゼロである夜間に冷凍機13bを停止する形態を説明した。その他、夜間時間帯は電気料金が安いという電力配給形態を利用して、変動電力量に関わらず、夜間に冷凍機13bを動かし、昼間は冷凍機13bを停止することもできる。夜間に、冷凍機を超電導ケーブルの最大許容電流に対応した冷媒温度となるように運転し、昼間は、夜間に冷却した冷媒で冷却を行う。 <Modification 2>
In the first modification, a mode has been described in which the physical quantity corresponding to the variable power is time, and the refrigerator 13b is stopped at night when the variable power is zero. In addition, by using a power distribution form in which the electricity rate is low during night hours, the refrigerator 13b can be moved at night and the refrigerator 13b can be stopped during the day regardless of the amount of variable power. The refrigerator is operated at night so that the temperature of the refrigerant corresponds to the maximum allowable current of the superconducting cable, and in the daytime, it is cooled with the refrigerant cooled at night.

［作用効果］
電気料金が安いという電力配給形態を利用することで、超電導ケーブルの冷却コストを低減することができる。 [Function and effect]
By using a power distribution form in which the electricity charge is low, the cooling cost of the superconducting cable can be reduced.

＜変形例３＞
上記実施形態１の構成に加えて、蓄電機構を備えるシステムを図４に基づいて説明する。このシステムは、不規則に発電される電力を充電する蓄電機構15を備え、蓄電機構15により出力された電力を含めて超電導ケーブル10に変動電力を供給することができる。不規則に発電される電力に対応する物理量は第２の物理量計測手段21により計測し、その物理量に応じて充電を行う。以下、主として追加構成である蓄電機構15と第２の物理量計測手段21について説明する。 <Modification 3>
In addition to the structure of the said Embodiment 1, the system provided with an electrical storage mechanism is demonstrated based on FIG. This system includes a power storage mechanism 15 that charges power generated irregularly, and can supply variable power to the superconducting cable 10 including the power output by the power storage mechanism 15. The physical quantity corresponding to the power generated irregularly is measured by the second physical quantity measuring means 21, and charging is performed according to the physical quantity. Hereinafter, the power storage mechanism 15 and the second physical quantity measuring means 21 which are mainly additional configurations will be described.

［超電導ケーブル線路の冷却システム構成］
（蓄電機構）
蓄電機構15の代表例としては、レドックスフロー電池、リチウムイオン電池などの蓄電池15bの他、SMES（超電導電力貯蔵システム）が挙げられる。また、変動電力が交流電力の場合、直流電力に変換するためのＡＣ／ＤＣ変換器15aを備える。太陽光を利用して発電される電力を用いる場合、例えば、日照のある昼間に発電して蓄電池15bを充電しておき、夜間や負荷側の需要があったときに蓄電池15bの放電を行う。風力を利用して発電される電力を用いる場合、風の強い日に発電して蓄電池15bを充電しておき、無風時や負荷側の需要があったときに蓄電池15bの放電を行う。 [Cooling system configuration of superconducting cable track]
(Power storage mechanism)
Typical examples of the power storage mechanism 15 include SMES (superconducting power storage system) in addition to the storage battery 15b such as a redox flow battery and a lithium ion battery. Further, when the variable power is AC power, an AC / DC converter 15a for converting to DC power is provided. When using electric power generated using sunlight, for example, the battery 15b is generated by generating electricity during the daytime with sunshine, and the storage battery 15b is discharged at night or when there is demand on the load side. When using electric power generated using wind power, the battery 15b is generated by generating electricity on a windy day, and the battery 15b is discharged when there is no wind or when there is demand on the load side.

（第２の物理量計測手段）
第２の物理量計測手段21の機能は、実施形態１で述べた物理量計測手段20と同じである。本例でも、不規則に発電される電力に対応する物理量には電流を利用し、第２の物理量計測手段21として電流計を用いる。電流計は、図４に示すように、発電機（図示せず）と蓄電機構15との間の常電導送電区間に取り付けられている。第２の物理量計測手段21は電流を随時測定する。 (Second physical quantity measuring means)
The function of the second physical quantity measuring means 21 is the same as that of the physical quantity measuring means 20 described in the first embodiment. Also in this example, a current is used as a physical quantity corresponding to the power generated irregularly, and an ammeter is used as the second physical quantity measuring means 21. As shown in FIG. 4, the ammeter is attached to a normal conducting power transmission section between a generator (not shown) and the power storage mechanism 15. The second physical quantity measuring means 21 measures current as needed.

超電導ケーブル10に供給される電力の閾値を、蓄電機構15の制御手段を構成する記憶手段にデータとして記憶させておき、第２の物理量計測手段21で測定された電流と比較する。測定された電流が閾値以上の場合、発電電力の一部を蓄電池15bに充電する。また、負荷側での需要がない場合、その旨を上記記憶手段にデータとして入力し、発電電力の全部を蓄電池15bに充電する。発電電力がゼロ、もしくは閾値以下の場合は蓄電池15bから放電を行う。   The threshold value of the power supplied to the superconducting cable 10 is stored as data in the storage means constituting the control means of the power storage mechanism 15 and compared with the current measured by the second physical quantity measuring means 21. When the measured current is equal to or greater than the threshold value, a part of the generated power is charged in the storage battery 15b. When there is no demand on the load side, the fact is input as data to the storage means, and the storage battery 15b is charged with all of the generated power. When the generated power is zero or less than the threshold value, the storage battery 15b is discharged.

［冷却システムの処理手順］
第２の物理量計測手段21で測定された電流に応じて充電もしくは放電を行い、超電導ケーブル線路の冷却は物理量計測手段20に応じて行う。例えば、第２の物理量計測手段21で測定された電流の一部を蓄電池15bに充電する場合、物理量計測手段20で測定される電流に応じて冷却機構13の冷却出力を変化させる。第２の物理量計測手段21で測定された全電流を蓄電池15bに充電する場合、物理量計測手段20で測定される電流はゼロである。その場合、実施形態１で述べた冷却システムの処理手順により、冷凍機13bを停止することができる。超電導ケーブル10に供給される電力が、蓄電池15bから放電された電力のみの場合でも、蓄電池15bから放電された電力と発電機から発電された電力との合成電力の場合でも、物理量計測手段20で測定される電流に応じて冷却機構13の冷却出力を変化させる。 [Cooling system procedure]
Charging or discharging is performed according to the current measured by the second physical quantity measuring means 21, and the superconducting cable line is cooled according to the physical quantity measuring means 20. For example, when charging a part of the current measured by the second physical quantity measuring means 21 to the storage battery 15b, the cooling output of the cooling mechanism 13 is changed according to the current measured by the physical quantity measuring means 20. When the storage battery 15b is charged with the entire current measured by the second physical quantity measuring means 21, the current measured by the physical quantity measuring means 20 is zero. In that case, the refrigerator 13b can be stopped by the processing procedure of the cooling system described in the first embodiment. Whether the power supplied to the superconducting cable 10 is only the power discharged from the storage battery 15b or the combined power of the power discharged from the storage battery 15b and the power generated from the generator, the physical quantity measuring means 20 The cooling output of the cooling mechanism 13 is changed according to the measured current.

［作用効果］
蓄電機構を備えることにより、自然エネルギーを利用して発電される電力を効率的に利用できる。また、変動電力に蓄電機構により出力された電力を利用することで、変動電力を補うことができる。 [Function and effect]
By providing the power storage mechanism, electric power generated using natural energy can be used efficiently. Further, by using the power output from the power storage mechanism as the variable power, the variable power can be compensated.

なお、上述した変形例１、２、３は、実施形態２についても適用することができる。   Note that the above-described modifications 1, 2, and 3 can also be applied to the second embodiment.

上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。   The above-described embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention, and is not limited to the above-described configuration.

本発明の超電導ケーブルの冷却システムは、超電導ケーブル線路の冷却に利用することができる。特に、太陽光発電や、風力発電など、電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が変動電力である場合の超電導ケーブル線路の冷却に好適に利用することができる。   The cooling system for a superconducting cable of the present invention can be used for cooling a superconducting cable line. In particular, it can be suitably used for cooling the superconducting cable line when the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is variable power, such as solar power generation or wind power generation.

1 超電導ケーブル線路の冷却システム
2 超電導ケーブル線路の冷却システム
10 超電導ケーブル 11 供給側端末 12 負荷側端末
13 冷却機構
13a タンク 13b 冷凍機
14 循環機構
14a ポンプ
15 蓄電機構
15a ＡＣ／ＤＣ変換器 15b 蓄電池
16a、16b パイプ
20 物理量計測手段 21 第２の物理量計測手段
30 制御手段
31 冷却制御手段 32 循環制御手段
41 冷凍機調整手段 42 ポンプ調整手段
60 断熱管 61 コルゲート内管 62 コルゲート外管
70 防食層 80 冷媒流路 90 フォーマ
91 導体層 92 電気絶縁層 93磁気遮蔽層 94 保護層 1 Superconducting cable line cooling system
2 Cooling system for superconducting cable lines
10 Superconducting cable 11 Supply side terminal 12 Load side terminal
13 Cooling mechanism
13a Tank 13b Refrigerator
14 Circulation mechanism
14a pump
15 Power storage mechanism
15a AC / DC converter 15b Storage battery
16a, 16b pipe
20 Physical quantity measuring means 21 Second physical quantity measuring means
30 Control means
31 Cooling control means 32 Circulation control means
41 Refrigerator adjustment means 42 Pump adjustment means
60 Insulated pipe 61 Corrugated inner pipe 62 Corrugated outer pipe
70 Anticorrosion layer 80 Refrigerant flow path 90 Former
91 Conductor layer 92 Electrical insulation layer 93 Magnetic shielding layer 94 Protection layer

Claims (9)

冷媒で冷却される超電導体を有し、電力供給側から負荷側へ送電を行う超電導ケーブルと、
前記冷媒を冷却する冷却機構と、
前記冷媒を前記超電導ケーブルの長手方向に循環する循環機構とを具える超電導ケーブル線路の冷却システムであって、
電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力である場合、その変動電力に対応する物理量又は時刻を計測する計測手段と、
前記冷却機構の冷却出力を前記計測手段の計測結果に応じて変化させる冷却制御手段とを具え、
前記変動電力が太陽光発電により出力された電力又は風力発電により出力された電力の少なくとも一方を含む超電導ケーブル線路の冷却システム。 A superconducting cable having a superconductor cooled by a refrigerant and transmitting power from the power supply side to the load side;
A cooling mechanism for cooling the refrigerant;
A cooling system for a superconducting cable line comprising a circulation mechanism for circulating the refrigerant in the longitudinal direction of the superconducting cable,
When the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular variable power, a measuring means for measuring a physical quantity or time corresponding to the variable power, and
Cooling control means for changing the cooling output of the cooling mechanism according to the measurement result of the measurement means,
A cooling system for a superconducting cable line, wherein the fluctuating power includes at least one of electric power output by solar power generation or electric power output by wind power generation . 冷媒で冷却される超電導体を有し、電力供給側から負荷側へ送電を行う超電導ケーブルと、
前記冷媒を冷却する冷却機構と、
前記冷媒を前記超電導ケーブルの長手方向に循環する循環機構とを具える超電導ケーブル線路の冷却システムであって、
電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力である場合、その変動電力に対応する物理量又は時刻を計測する計測手段と、
前記冷却機構の冷却出力を前記計測手段の計測結果に応じて変化させる冷却制御手段と、
不規則に発電される電力を充電する蓄電機構とを具え、
前記変動電力が前記蓄電機構により出力された電力を含む超電導ケーブル線路の冷却システム。 A superconducting cable having a superconductor cooled by a refrigerant and transmitting power from the power supply side to the load side;
A cooling mechanism for cooling the refrigerant;
A cooling system for a superconducting cable line comprising a circulation mechanism for circulating the refrigerant in the longitudinal direction of the superconducting cable,
When the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular variable power, a measuring means for measuring a physical quantity or time corresponding to the variable power, and
Cooling control means for changing the cooling output of the cooling mechanism according to the measurement result of the measuring means;
Comprising a power storage mechanism for charging the power irregularly generator,
Cooling system including superconducting cable line of the output power by the power fluctuation is said power storage mechanism. 冷媒で冷却される超電導体を有し、電力供給側から負荷側へ送電を行う超電導ケーブルと、
前記冷媒を冷却する冷却機構と、
前記冷媒を前記超電導ケーブルの長手方向に循環する循環機構とを具える超電導ケーブル線路の冷却システムであって、
電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力である場合、その変動電力に対応する物理量又は時刻を計測する計測手段と、
前記冷却機構の冷却出力を前記計測手段の計測結果に応じて変化させる冷却制御手段とを具え、
前記変動電力がゼロの場合、前記冷却制御手段が前記冷却機構を停止させる超電導ケーブル線路の冷却システム。 A superconducting cable having a superconductor cooled by a refrigerant and transmitting power from the power supply side to the load side;
A cooling mechanism for cooling the refrigerant;
A cooling system for a superconducting cable line comprising a circulation mechanism for circulating the refrigerant in the longitudinal direction of the superconducting cable,
When the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular variable power, a measuring means for measuring a physical quantity or time corresponding to the variable power, and
Cooling control means for changing the cooling output of the cooling mechanism according to the measurement result of the measurement means,
Cooling system of the case power fluctuation is zero, the that cooling control means stops the cooling mechanism superconducting cable line. 冷媒で冷却される超電導体を有し、電力供給側から負荷側へ送電を行う超電導ケーブルと、
前記冷媒を冷却する冷却機構と、
前記冷媒を前記超電導ケーブルの長手方向に循環する循環機構とを具える超電導ケーブル線路の冷却システムであって、
電力供給側から超電導ケーブルに供給される電力が不規則な変動電力である場合、その変動電力に対応する物理量又は時刻を計測する計測手段と、
前記冷却機構の冷却出力を前記計測手段の計測結果に応じて変化させる冷却制御手段と、
前記循環機構の流量出力を前記計測手段の計測結果に応じて変化させる循環制御手段とを具え、
前記変動電力がゼロの場合、前記循環制御手段が前記循環機構を停止させる超電導ケーブル線路の冷却システム。 A superconducting cable having a superconductor cooled by a refrigerant and transmitting power from the power supply side to the load side;
A cooling mechanism for cooling the refrigerant;
A cooling system for a superconducting cable line comprising a circulation mechanism for circulating the refrigerant in the longitudinal direction of the superconducting cable,
When the power supplied from the power supply side to the superconducting cable is irregular variable power, a measuring means for measuring a physical quantity or time corresponding to the variable power, and
Cooling control means for changing the cooling output of the cooling mechanism according to the measurement result of the measuring means;
Comprising a circulation control means for changing in accordance with a measurement result of the previous SL total measuring means the flow rate output of the circulatory mechanism,
Cooling system of the case power fluctuation is zero, the that circulation control means stops the circulation mechanism superconducting cable line. 前記変動電力がゼロの場合、前記冷却制御手段が前記冷却機構を停止させる請求項１又は請求項２に記載の超電導ケーブル線路の冷却システム。 Cooling system of the case power fluctuation is zero, superconducting cable line according to the cooling control means Ru stops the cooling mechanism 請 Motomeko 1 or claim 2. さらに、前記循環機構の流量出力を前記計測手段の計測結果に応じて変化させる循環制御手段を具える請求項１〜請求項３、請求項５のいずれか１項に記載の超電導ケーブル線路の冷却システム。 Furthermore, the circulation mechanism of the flow rate output of the previous SL total measuring means measurement result Ru comprising a circulation control means for changing in accordance with 請 Motomeko 1 to claim 3, superconducting cable according to any one of claims 5 Rail cooling system. 前記変動電力がゼロの場合、前記循環制御手段が前記循環機構を停止させる請求項６に記載の超電導ケーブル線路の冷却システム。 When the power fluctuation is zero, the cooling system of the superconducting cable line according to 請 Motomeko 6 wherein said circulation control means Ru stops the circulation mechanism. 不規則に発電される電力を充電する蓄電機構を具え、
前記変動電力が前記蓄電機構により出力された電力を含む請求項１に記載の超電導ケーブル線路の冷却システム。 It has a power storage mechanism that charges the power generated irregularly,
The cooling system of the superconducting cable line according to power said power fluctuation is outputted by the power storage mechanism including請 Motomeko 1. 前記超電導ケーブルが直流超電導ケーブルである請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の超電導ケーブル線路の冷却システム。 The superconducting cable cooling system of the superconducting cable line according to any one of the DC superconducting cable der Ru請 Motomeko 1 to claim 8.
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