用于电网调峰调频的复合储能供电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于电网调峰调频的复合储能供电系统，包括可再生能源发电装置；电池储能装置，电池储能装置的第一输入端通过DC/DC转换器与可再生能源发电装置的电源输出端连接；第一DC/AC转换器，电池储能装置的电源输出端通过所述第一DC/AC转换器与公共交流母线连接；第二DC/AC转换器，可再生能源发电装置的电源输出端通过第二DC/AC转换器与公共交流母线连接；太阳能热发电装置，太阳能热发电装置的电源输出端通过AC/AC转换器与公共交流母线连接；储热装置，储热装置与太阳能热发电装置相连接，并可与太阳能发电装置之间进行储热与放热。本实用新型专利技术提供的复合储能供电系统用于电网调峰调频时能够兼顾稳定性、可靠性、经济性和环保性。

【技术实现步骤摘要】
用于电网调峰调频的复合储能供电系统
本技术涉及可再生能源发电领域，特别涉及用于电网调峰调频的复合储能供电系统。
技术介绍
风电、光伏等可再生能源发电具有波动性、随机性、不可调度性等特点，导致其对电网安全稳定运行造成了一定影响，弃风弃光现象也日益突出，严重影响了经济效益。目前，使用传统的火电机组进行调峰调频可在一定程度上稳定该波动，但随着火电占比逐渐降低，可再生能源装机容量不断增大，仅仅使用火电机组将不能满足调峰调频需求，且火电机组参与调频对其本身寿命也会造成很大影响。而大规模储能技术能将多余能量储存起来，并在需要时释放，具有动态响应特性好、寿命长、可靠性高等特点，可改善风电、光伏等可再生能源发电输出品质，解决弃风弃光问题，提高电网经济性。目前，可用于电网调峰调频的储能技术有抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能及储热等，对于单一的储能方式而言，电化学储能中，电池储能响应速度快，适合于平抑较短时间范围内的快速输出波动，由于电池系统价格昂贵，大容量电池系统运营维护成本更高，不适合用于平抑大范围输出波动。抽水蓄能、压缩空气储能及熔盐储能适合大规模储能，但抽水蓄能对选址要求太高；压缩空气储能的大型和超大型关键设备开发难度较大。储热具有容量大、环境友好、安全性高、选址简单、对电网友好、储能效益明显等优势，而且随着储热容量的增大，储热成本将进一步降低，储热的响应速度与电池储能相比较慢，适合于平抑较长时间范围内的大幅波动。公开号为CN108173274A，名称为一种基于抽水蓄能电站和水电站的多元储能调峰调频系统的中国专利文献公开了一种基于抽水蓄能电站和水电站的多元储能调峰调频系统，包括水力发电模块，水力发电模块通过导线分别与主变压器的输入端、变压器三和交流开关装置连接，主变压器的输出端与电网连接，变压器三连接有飞轮储能组模块，交流开关装置连接有变压器四，变压器四连接有电池储能组模块,水力发电模块、飞轮储能组模块和电池储能组模块均与调峰调频协调控制中心连接。该中国专利文献公开的调峰调频系统采用了抽水蓄能，其对选择地址环境要求较高，成本较高，安全性较低，稳定性较差。因此，有必要对现有的电网调峰调频的储能技术进行改进。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种用于电网调峰调频的复合储能供电系统。该用于电网调峰调频的复合储能供电系统包括：可再生能源发电装置；电池储能装置，所述电池储能装置的第一输入端通过DC/DC转换器与所述可再生能源发电装置的电源输出端连接；第一DC/AC转换器，所述电池储能装置的电源输出端通过所述第一DC/AC转换器与公共交流母线连接；第二DC/AC转换器，所述可再生能源发电装置的电源输出端通过所述第二DC/AC转换器与所述公共交流母线连接；太阳能热发电装置，所述太阳能热发电装置的电源输出端通过AC/AC转换器与所述公共交流母线连接；储热装置，所述储热装置与所述太阳能热发电装置相连接，并可与所述太阳能发电装置之间进行储热与放热。优选的，所述电池储能装置还包括电池储能装置的第二输入端，所述电池储能装置的第二输入端通过AC/DC转换器与所述太阳能热发电装置的电源输出端连接。优选的，中央管理装置，所述中央管理装置与外部电网调度系统通信连接，所述中央管理装置的第一输入端和第二输入端分别与所述第一DC/AC转换器的输出端及所述第二DC/AC转换器的输出端连接，所述中央管理装置的输出端与所述公共交流母线连接。优选的，所述可再生能源发电装置包括风力发电系统、太阳能光发电系统、太阳能热发电装置和其他输出存在波动的可再生能源发电装置中的任意一种。优选的，所述太阳能热发电装置是将热能转换为电能的发电装置。优选的，本地协调处理控制器，所述本地协调处理控制器与所述电池储能装置和所述储热装置及所述中央管理装置分别通信连接，所述本地协调处理控制器能够接受来自所述中央管理装置的指令，所述本地协调处理控制器能够根据所述指令以及所述电池储能装置和所述储热装置的荷电状态，优化所述电池储能装置和所述储热装置的出力。优选的，环境/负荷预测装置，所述环境/负荷预测装置与所述中央管理装置通信连接，生成包括外部环境和所述公共交流母线负荷变化的预测数据，并将所述预测数据发送至所述中央管理装置。优选的，所述电池储能装置还包括：能量模块，所述能量模块包括散热、测量和信号回路，用以提供能量存储；控制模块，所述控制模块提供与外部的通信接口，监控所述能量模块及PCS状态，根据来自所述本地协调处理控制器的指令，调度充放电功率的设定，控制所述电池储能装置的运行；功率模块，响应所述控制模块生成的指令，控制对所述能量模块的充放电动作，提供所述复合储能供电系统的并网接口。优选的，所述复合储能供电系统还包括：电能转换装置，所述电能转换装置的进口端与所述可再生能源发电装置的电源输出端连接，其出口端与所述储热装置连接，用于将所述可再生能源发电装置产生的电能转化为所述储热装置所储存的热能。优选的，所述储热装置包括：罐体，所述罐体至少一个，所述罐体内部能够容纳多个储热单元，所述储热单元内容纳储热工质；旁路控制系统，所述旁路控制系统能够将所述储热单元工质出口及所述储热单元工质进口旁路连接，用于稳定所述储热工质的出口状态。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：1、通过设置电池储能装置和储热装置，组成的复合储能供电系统能够对于可再生能源发电系统实时调峰调频，电池储能装置响应快速，能够平抑可再生能源发电系统较短时间内的快速波动，储热装置容量大，能够平抑可再生能源发电系统较长时间内的大幅波动。同时，电池储能装置还能够平抑超出储热装置调节范围的较短时间内的快速波动，优化电池储能和储热的输出目标，使复合储能系统工作在合理范围内，稳定本地可再生能源发电系统输出和局域网内其他可再生能源发电系统输出。2、通过设置太阳能热发电装置与储热装置，当太阳能发生波动不稳定时，储热装置能够给太阳能热发电装置提供稳定的热源；当太阳能过量时，多余的热量存储在储热装置中，提高了能源的利用率。3、可再生能源发电装置与所述电池储能系统相配合，电池储能系统通过充放电过程平抑可再生能源发电装置的发电波动；可再生能源发电装置与所述储热装置配合，通过电热转换装置将可再生能源发电系统产生的无法并网发电的多余电能转化为热能存储在所述储热装置中，提高了系统运行的稳定性，节约能源，提高了能源利用率。附图说明图1是本技术的用于电网调峰调频的复合储能供电系统的结构示意图；图2是本技术的用于电网调峰调频的复合储能供电系统基于塔式太阳能布雷顿循环燃气轮机发电系统热化学储热装置的结构示意图；图3是本技术的用于电网调峰调频的复合储能供电系统基于塔式太阳能布雷顿循环燃气轮机发电系统储热装置旁路控制系统的结构示意图；图4是本技术的用于电网调峰调频的复合储能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电网调峰调频的复合储能供电系统，其特征在于，包括：/n可再生能源发电装置；/n电池储能装置，所述电池储能装置的第一输入端通过DC/DC转换器与所述可再生能源发电装置的电源输出端连接；/n第一DC/AC转换器，所述电池储能装置的电源输出端通过所述第一DC/AC转换器与公共交流母线连接；/n第二DC/AC转换器，所述可再生能源发电装置的电源输出端通过所述第二DC/AC转换器与所述公共交流母线连接；/n太阳能热发电装置，所述太阳能热发电装置的电源输出端通过AC/AC转换器与所述公共交流母线连接；/n储热装置，所述储热装置与所述太阳能热发电装置相连接，并可与所述太阳能发电装置之间进行储热与放热。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电网调峰调频的复合储能供电系统，其特征在于，包括：
可再生能源发电装置；
电池储能装置，所述电池储能装置的第一输入端通过DC/DC转换器与所述可再生能源发电装置的电源输出端连接；
第一DC/AC转换器，所述电池储能装置的电源输出端通过所述第一DC/AC转换器与公共交流母线连接；
第二DC/AC转换器，所述可再生能源发电装置的电源输出端通过所述第二DC/AC转换器与所述公共交流母线连接；
太阳能热发电装置，所述太阳能热发电装置的电源输出端通过AC/AC转换器与所述公共交流母线连接；
储热装置，所述储热装置与所述太阳能热发电装置相连接，并可与所述太阳能发电装置之间进行储热与放热。


2.如权利要求1所述的复合储能供电系统，其特征在于：
所述电池储能装置还包括电池储能装置的第二输入端，所述电池储能装置的第二输入端通过AC/DC转换器与所述太阳能热发电装置的电源输出端连接。


3.如权利要求2所述的复合储能供电系统，其特征在于，还包括：
中央管理装置，所述中央管理装置与外部电网调度系统通信连接，所述中央管理装置的第一输入端和第二输入端分别与所述第一DC/AC转换器的输出端及所述第二DC/AC转换器的输出端连接，所述中央管理装置的输出端与所述公共交流母线连接。


4.如权利要求1～3任一项所述的复合储能供电系统，其特征在于：
所述可再生能源发电装置包括风力发电系统、太阳能光发电系统、太阳能热发电装置中的任意一种。


5.如权利要求3所述的复合储能供电系统，其特征在于，还包括：
本地协调处理控制器，所述本地协调处理控制器与所述电池储能装置和所述储热装置及所述中央管理装置分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖刚，王志得，倪明江，岑可法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33