一种联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统及方法，包括发电机、主变压器、厂用变压器、机组厂用辅机及其他负荷、启动备用变压器、厂用进线断路器、负荷断路器、厂用6kV母线段、风光储降压变、风光储35kV母线段、风机升压变、光伏升压变、储能升压变、风机变流器、光伏逆变器、储能逆变器、风力发电机组、光伏汇流箱、光伏板组件、电池储能元件、风光储综合控制装置及DCS控制系统，该系统及方法能够解决由于缺乏水电资源或燃气机组的缺点，且安全性较高。且安全性较高。且安全性较高。

【技术实现步骤摘要】
一种联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统及方法


[0001]本专利技术属于火电厂黑启动
，涉及一种联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统及方法。

技术介绍

[0002]黑启动是指电力系统因故障停运后，不依赖其他网络的帮助，通过启动系统中具有自启动能力的电源，带动无自启动能力的电源，使其重新恢复发电能力，并与黑启动电源并列形成小系统的过程。其目标是在最短时间内实现停机机组的安全启动，为系统后续恢复提供电源支持。
[0003]近年来国内逐渐将电网是否具有黑启动能力作为考核电网是否安全的重要指标。各区域、省公司都加大了对电网黑启动研究工作的投入，制定了与地区电网实际情况相适应的黑启动方案，相继进行了黑启动试验并获得成功。
[0004]根据黑启动电源选取原则，接入电压等级高、距离重要负荷中心近且有利于快速恢复其他电源的电厂应优先考虑作为黑启动电源，之后在电厂内选择额定功率高、启动和调节性能好、具备进相运行能力的机组。水电机组和燃气机组因其厂用电负荷低，启动速度快，可在5～10min完成自启动，成为黑启动电源的首选。然而受地域资源条件的限制，如西北地区的水电站较少，不太可能选择水电机组作为黑启动电源。而新能源电站由于接入系统电压较低，输送功率能力有限，再加上一般场站比较分散，作为黑启动电源的优势也并不突出，系统的安全性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统及方法，该系统及方法能够解决由于缺乏水电资源或燃气机组的缺点，且安全性较高。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统包括发电机、主变压器、厂用变压器、机组厂用辅机及其他负荷、启动备用变压器、厂用进线断路器、负荷断路器、厂用6kV母线段、风光储降压变、风光储35kV母线段、风机升压变、光伏升压变、储能升压变、风机变流器、光伏逆变器、储能逆变器、风力发电机组、光伏汇流箱、光伏板组件、电池储能元件、风光储综合控制装置及DCS控制系统；
[0007]发电机的机端与主变压器的一侧及厂用变压器的一侧相连，主变压器的另一侧与电网系统相连，启动备用变压器的一侧与电网系统相连；
[0008]厂用变压器的另一侧通过厂用进线断路器与厂用6kV母线段相连，启动备用变压器的另一侧与厂用6kV母线段相连，机组厂用辅机及其他负荷通过负荷断路器与厂用6kV母线段相连；
[0009]风光储35kV母线段经风光储降压变与厂用6kV母线段相连；
[0010]风力发电机组依次经风机变流器及风机升压变与风光储35kV母线段相连；光伏板
组件依次经光伏汇流箱、光伏逆变器及光伏升压变与风光储35kV母线段相连；电池储能元件依次经储能逆变器及储能升压变与风光储35kV母线段相连；风光储综合控制装置分别对风机变流器、光伏逆变器及储能逆变器相连接；DCS控制系统与风光储综合控制装置相连接。
[0011]风光储35kV母线段经风光储降压变及风光储进线断路器与厂用6kV母线段相连。
[0012]风力发电机组依次经风机变流器、风机升压变及风机进线断路器与风光储35kV母线段相连。
[0013]光伏板组件依次经光伏汇流箱、光伏逆变器、光伏升压变及光伏进线断路器与风光储35kV母线段相连。
[0014]电池储能元件依次经储能逆变器、储能升压变及储能进线断路器与风光储35kV母线段相连。
[0015]启动备用变压器通过备用进线断路器与厂用6kV母线段相连。
[0016]主变压器通过主变高压侧断路器与电网系统相连。
[0017]启动备用变压器通过启动备用变压器高压侧断路器与电网系统相连。
[0018]本专利技术所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动方法包括以下步骤：
[0019]1)发电机正常运行并网发电，将主变高压侧断路器处于合位，厂用进线断路器处于合位，启动备用变压器高压侧断路器处于合位，备用进线断路器处于分位，负荷断路器处于合位，厂用6kV母线段由厂用变压器进行供电；
[0020]2)将风机进线断路器处于合位，光伏进线断路器处于合位，储能进线断路器处于合位，风光储进线断路器处于合位；
[0021]3)将风光储综合控制装置正常投入，风机变流器、光伏逆变器及储能逆变器正常并网运行；
[0022]4)风力发电机组及光伏板组件对电池储能元件进行充电，同时将风力发电机组及光伏板组件的盈余功率通过风光储35kV母线段降压后接入厂用6kV母线段上对外界火电厂厂用系统进行供电；
[0023]5)当系统发生震荡需要调频时，DCS控制系统通过风光储综合控制装置对储能逆变器进行控制调频，池储能元件由充电转为放电；
[0024]6)当系统频率恢复正常后，DCS控制系统对风光储综合控制装置发出调频结束指令，通过风光储综合控制装置对储能逆变器进行控制调节，池储能元件由放电转为充电；
[0025]7)当系统发生震荡造成发电机脱网后，待发电机进入FCB模式后，DCS控制系统跳开主变高压侧断路器并闭锁快切，同时对风光储综合控制装置发出指令切除风光储，风光储综合控制装置对风机变流器、光伏逆变器及储能逆变器进行调节切除；
[0026]8)发电机进入FCB模式后，当发电机能够维持厂用变压器自带机组厂用辅机及其他负荷稳定运行时，则转至步骤9)，否则，则转至步骤10)；
[0027]9)发电机运行稳定后，合入主变高压侧断路器对系统线路进行充电，火电厂作为黑启动电源；
[0028]10)发电机跳机跳开灭磁开关及厂用进线断路器，厂用6kV母线段的电压失去；
[0029]11)DCS控制系统通过风光储综合控制装置将风机变流器、光伏逆变器及储能逆变器进行调节投入；
[0030]12)厂用6kV母线段电压恢复，机组厂用辅机及其他负荷由风光储储能进行供电，汽机及锅炉系统均保持正常运转状态，重新恢复发电机建压；
[0031]13)发电机建压后，同期合入厂用进线断路器，DCS控制系统通过风光储综合控制装置将风机变流器、光伏逆变器及储能逆变器进行调节切除；
[0032]14)待发电机运行稳定后，合入主变高压侧断路器对系统线路充电，火电厂成为黑启动电源。
[0033]本专利技术具有以下有益效果：
[0034]本专利技术所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统及方法在具体操作时，利用风光储接入火电厂的厂用系统，减少弃风弃光的同时，降低火电厂的厂用电率，在外网失去的时候能够首先进入FCB自保持厂用电，当FCB功能失败造成机组跳机时，转由风光储提供厂用电源帮助机组在热态下迅速恢复启动成为黑启动电源，由于火电厂机组容量较大，输送能力强，且接入电压系统电压较高，具有一定的进相能力，可以有效解决部分地区由于缺乏水电资源或燃气机组的缺点，大大提高系统安全性。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的结构示意图；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统，其特征在于，包括发电机(1)、主变压器(2)、厂用变压器(4)、机组厂用辅机及其他负荷(5)、启动备用变压器(6)、厂用进线断路器(8)、负荷断路器(9)、厂用6kV母线段(11)、风光储降压变(13)、风光储35kV母线段(14)、风机升压变(18)、光伏升压变(19)、储能升压变(20)、风机变流器(21)、光伏逆变器(22)、储能逆变器(23)、风力发电机组(24)、光伏汇流箱(25)、光伏板组件(26)、电池储能元件(27)、风光储综合控制装置(28)及DCS控制系统(29)；发电机(1)的机端与主变压器(2)的一侧及厂用变压器(4)的一侧相连，主变压器(2)的另一侧与电网系统相连，启动备用变压器(6)的一侧与电网系统相连；厂用变压器(4)的另一侧通过厂用进线断路器(8)与厂用6kV母线段(11)相连，启动备用变压器(6)的另一侧与厂用6kV母线段(11)相连，机组厂用辅机及其他负荷(5)通过负荷断路器(9)与厂用6kV母线段(11)相连；风光储35kV母线段(14)经风光储降压变(13)与厂用6kV母线段(11)相连；风力发电机组(24)依次经风机变流器(21)及风机升压变(18)与风光储35kV母线段(14)相连；光伏板组件(26)依次经光伏汇流箱(25)、光伏逆变器(22)及光伏升压变(19)与风光储35kV母线段(14)相连；电池储能元件(27)依次经储能逆变器(23)及储能升压变(20)与风光储35kV母线段(14)相连；风光储综合控制装置(28)分别对风机变流器(21)、光伏逆变器(22)及储能逆变器(23)相连接；DCS控制系统(29)与风光储综合控制装置(28)相连接。2.根据权利要求1所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统，其特征在于，风光储35kV母线段(14)经风光储降压变(13)及风光储进线断路器(12)与厂用6kV母线段(11)相连。3.根据权利要求2所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统，其特征在于，风力发电机组(24)依次经风机变流器(21)、风机升压变(18)及风机进线断路器(15)与风光储35kV母线段(14)相连。4.根据权利要求3所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统，其特征在于，光伏板组件(26)依次经光伏汇流箱(25)、光伏逆变器(22)、光伏升压变(19)及光伏进线断路器(16)与风光储35kV母线段(14)相连。5.根据权利要求4所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统，其特征在于，电池储能元件(27)依次经储能逆变器(23)、储能升压变(20)及储能进线断路器(17)与风光储35kV母线段(14)相连。6.根据权利要求5所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统，其特征在于，启动备用变压器(6)通过备用进线断路器(10)与厂用6kV母线段(11)相连。7.根据权利要求6所述的联合风光储的具有FCB功能火电厂黑启动系统，其特征在于，主变压器(2)通过主变高压侧断路器(3)与电网系统相连。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王团结，赵勇，李铭志，邓巍，李阳，李毅，铁大为，何信林，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：