基于飞轮储能的混合储能控制系统技术方案

本申请提出了一种基于飞轮储能的混合储能控制系统，该系统包括：远动装置与DCS模块和储能控制器相连；DCS模块与储能控制器、机组检测机构、火力发电机组模块、转速传感器和SOC测量模块相连；火力发电机组模块的分别通过不同的母线和变压器，与第一PCS模块和第二PCS模块相连，还与机组检测机构相连，其中，母线的链接方式为双母线四分段；第一PCS模块的与飞轮储能模块相连，第二PCS模块与锂电池储能单元相连，第一PCS模块和第二PCS模块分别与储能控制器相连；飞轮储能模块与转速传感器相连，锂电池储能单元与SOC测量模相连。该系统采用两种储能方式协助火力发电机组调频，提高调节频率和调频效果，保证电网的电能质量。保证电网的电能质量。保证电网的电能质量。

【技术实现步骤摘要】
基于飞轮储能的混合储能控制系统


[0001]本申请涉及电厂的储能控制
，尤其涉及一种基于飞轮储能的混合储能控制系统。

技术介绍

[0002]目前，随着人们环保意识的加强和新能源技术的发展，新能源发电占比逐渐增多，随之而来的对于电网电能质量也带来了挑战。因此，为保证电网电能质量，满足日益增长的用电需求，电网对调频资源的需求也越来越高。
[0003]其中，火力发电作为目前主要的发电形式之一，火力发电机组是调频的重要承担者。相关技术中，对火力发电机组进行调频时，通常是基于机组自身固有的调频功能进行自动调频。然而，上述调频方式，调频方式单元，调频效率较低，调频效果较差，在某些情况下无法保证电网的电能质量。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本申请的目的在于提出一种基于飞轮储能的混合储能控制系统，该混合储能控制系统采用飞轮储能和锂电池储能两种储能方式协助火力发电机组调频，提高调节频率和调频效果，保证电网的电能质量。
[0006]为达上述目的，本申请的实施例在于提出一种基于飞轮储能的混合储能控制系统，该系统包括：飞轮储能模块、火力发电机组模块、锂电池储能单元、第一能量转换系统PCS模块、第二能量转换系统PCS模块、DCS模块、机组检测机构、转速传感器、SOC测量模块、储能控制器和远动装置，其中，
[0007]远动装置的第一端与DCS模块的第一端相连，远动装置的第二端与储能控制器的第一端相连；
[0008]DCS模块的第二端与储能控制器的第二端相连，DCS模块的第三端分别与所述机组检测机构、所述火力发电机组模块、所述转速传感器和所述SOC测量模块的第一端相连；
[0009]所述火力发电机组模块的第二端分别通过不同的母线和变压器，与所述第一能量转换系统PCS模块和所述第二能量转换系统PCS模块的第一端相连，所述火力发电机组模块的第三端与所述机组检测机构的第二端相连，其中，所述母线的链接方式为双母线四分段；
[0010]所述第一能量转换系统PCS模块的第二端与所述飞轮储能模块的第一端相连，所述第二能量转换系统PCS模块的第二端与所述锂电池储能单元的第一端相连，所述第一能量转换系统PCS模块和所述第二能量转换系统PCS模块的第三端分别与所述储能控制器的第三端相连；
[0011]所述飞轮储能模块的第二端与所述转速传感器的第二端相连，所述锂电池储能单元的第二端与所述SOC测量模块的第二端相连。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，该系统还包括：对比查询模块和故障报修模
块，其中，所述对比查询模块的第一端与所述DCS模块的第三端相连，所述对比查询模块的第二端与所述故障报修模块相连。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，机组检测机构，用于对所述火力发电机组模块的运行参数进行实时检测；所述DCS模块，用于收集所述飞轮储能模块、所述火力发电机组模块和所述锂电池储能单元的参数数据，并将所述参数数据发送至所述对比查询模块；所述对比查询模块，用于对所述参数数据进行分析，判断是否出现异常，并在判定出现异常的情况下，将异常信息发送至所述故障报修模块，以通过所述故障报修模块对所述异常进行报修。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，飞轮储能模块和所述锂电池储能单元，用于对电网进行调频；所述储能控制器为可编程逻辑控制器PLC或分散控制系统DCS模块的控制器，所述储能控制器用于对所述飞轮储能模块和所述锂电池储能单元的出力进行控制。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，在所述对所述飞轮储能模块和所述锂电池储能单元的出力进行控制时，所述储能控制器进一步获取当前的电网调度需求，在所述电网存在调频需求时，所述储能控制器控制所述飞轮储能模块优先出力，如果飞轮储能无法满足尖峰功率需求，则所述储能控制器控制所述锂电池储能单元协助出力；在所述电网存在调峰需求时，所述储能控制器直接控制所述锂电池储能单元出力，维持所述飞轮储能模块的未出力状态；在所述电网存在所述调峰需求和所述调频需求时，所述储能控制器将高频波动的需求部分分配给所述飞轮储能模块出力，将中低频波动的需求部分分配给所述锂电池储能单元出力。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，火力发电机组模块包括：第一发电机和第二发电机，所述第一发电机通过对应的变压器和断路器连接至第一分段母线和第三分段母线，所述第二发电机通过对应的变压器和继电器连接至第二分段母线和第四分段母线；所述飞轮储能模块连接至所述第一分段母线和所述第三分段母线，所述锂电池储能单元连接至所述第二分段母线和所述第四分段母线；其中，每段母线均与电网连接。
[0017]可选地，在本申请的一个实施例中，第一发电机与第一变压器的低压侧相连，所述第一变压器的高压侧分别与第一断路器和第二断路器相连，所述第一断路器与所述第一分段母线相连，所述第二断路器与所述第三分段母线相连；所述第二发电机与第二变压器的低压侧相连，所述第二变压器的高压侧分别与第三断路器和第四断路器相连，所述第三断路器与所述第二分段母线相连，所述第四断路器与所述第四分段母线相连。
[0018]可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一分段母线通过第五断路器与电网相连，所述第三分段母线通过第六断路器与电网相连，所述第二分段母线通过第七断路器与电网相连，所述第四分段母线通过第八断路器与电网相连；所述第一分段母线通过第九断路器和第十断路器，与所述第二分段母线相连；所述第三分段母线通过第十一断路器和第十二断路器，与所述第四分段母线相连。
[0019]可选地，在本申请的一个实施例中，第一能量转换系统PCS模块的第一端与第三变压器的低压侧相连，所述第三变压器的高压侧分别与第十三断路器和第十四断路器相连，所述第十三断路器与所述第一分段母线相连，所述第十四断路器与所述第三分段母线相连。
[0020]可选地，在本申请的一个实施例中，第二能量转换系统PCS模块的第一端与第四变
压器的低压侧相连，所述第四变压器的高压侧分别与第十五断路器和第十六断路器相连，所述第十五断路器与所述第二分段母线相连，所述第十六断路器与所述第四分段母线相连。
[0021]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请采用飞轮储能和锂电池储能的混合储能方式协助火力发电机组调频，并根据负荷波动大小判断，采用不同的储能单元进行调频，优化了混合储能调频的方式。其中，优先使用飞轮储能进行调频，借助飞轮储能的特性可以做到快速调节频率，相比于单独使用机组的自身功能或锂离子电池调频，提高了调频效率，降低了调频成本，具有经济优势便于实际实施。而在大负荷波动时，两种储能方式共同作用，确保调频效果能满足实际的需求，保证电网的电能质量。并且，本申请采用双母线四分段的接线方式，保证在系统中的某一部分发生故障时，系统仍可以正常供电，提高了电网供电的可靠性。
[0022]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于飞轮储能的混合储能控制系统，其特征在于，包括：飞轮储能模块、火力发电机组模块、锂电池储能单元、第一能量转换系统PCS模块、第二能量转换系统PCS模块、DCS模块、机组检测机构、转速传感器、SOC测量模块、储能控制器和远动装置，其中，所述远动装置的第一端与所述DCS模块的第一端相连，所述远动装置的第二端与所述储能控制器的第一端相连；所述DCS模块的第二端与所述储能控制器的第二端相连，所述DCS模块的第三端分别与所述机组检测机构、所述火力发电机组模块、所述转速传感器和所述SOC测量模块的第一端相连；所述火力发电机组模块的第二端分别通过不同的母线和变压器，与所述第一能量转换系统PCS模块和所述第二能量转换系统PCS模块的第一端相连，所述火力发电机组模块的第三端与所述机组检测机构的第二端相连，其中，所述母线的链接方式为双母线四分段；所述第一能量转换系统PCS模块的第二端与所述飞轮储能模块的第一端相连，所述第二能量转换系统PCS模块的第二端与所述锂电池储能单元的第一端相连，所述第一能量转换系统PCS模块和所述第二能量转换系统PCS模块的第三端分别与所述储能控制器的第三端相连；所述飞轮储能模块的第二端与所述转速传感器的第二端相连，所述锂电池储能单元的第二端与所述SOC测量模块的第二端相连。2.根据权利要求1所述的混合储能控制系统，其特征在于，还包括：对比查询模块和故障报修模块，其中，所述对比查询模块的第一端与所述DCS模块的第三端相连，所述对比查询模块的第二端与所述故障报修模块相连。3.根据权利要求2所述的混合储能控制系统，其特征在于，所述机组检测机构，用于对所述火力发电机组模块的运行参数进行实时检测；所述DCS模块，用于收集所述飞轮储能模块、所述火力发电机组模块和所述锂电池储能单元的参数数据，并将所述参数数据发送至所述对比查询模块；所述对比查询模块，用于对所述参数数据进行分析，判断是否出现异常，并在判定出现异常的情况下，将异常信息发送至所述故障报修模块，以通过所述故障报修模块对所述异常进行报修。4.根据权利要求1或2所述的混合储能控制系统，其特征在于，所述飞轮储能模块和所述锂电池储能单元，用于对电网进行调频；所述储能控制器为可编程逻辑控制器PLC或分散控制系统DCS模块的控制器，所述储能控制器用于对所述飞轮储能模块和所述锂电池储能单元的出力进行控制。5.根据权利要求4所述的混合储能控制系统，其特征在于，在所述对所述飞轮储能模块和所述锂电池储能单元的出力进行控制时，所述储能控制器进一步获取当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷悦，孙钢虎，兀鹏越，杨沛豪，柴琦，王小辉，寇水潮，高峰，燕云飞，
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：