【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网控制设备领域，特别是涉及一种飞轮储能电力调频系统。
技术介绍
1、电网通常会提供频率稳定的电能，例如我国电网的额定频率是50hz，现有电力系统的频率稳定主要还是依靠原有的火力机组来进行。而目前大部分的新能源发电方式，例如风电和光伏发电等，不具备电网调频的作用。
2、目前电网系统中，大部分调频机组应用于火力发电的调频，虽然火力机组具备较好的调频效果，但这种调频机组存在响应较慢，碳排放严重等环境问题。新能源发电不但不具备电网调频能力，而且新能源发电系统中电力电子器件的高频谐波还对电网频率的稳定有负面影响。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种飞轮储能电力调频系统。
2、一种飞轮储能电力调频系统，连接在电网上，包括飞轮系统，以及分别连接在飞轮系统与电网之间的变频器和转换器，其中，所述飞轮系统包括飞轮转子和双转子电机，所述双转子电机包括定子、外转子和内转子；所述飞轮转子通过传动轴与所述双转子电机的外转子连接，所述双转子电机的定子通过开关与所述电网连接，所述双转子电机的定子还通过所述转换器与所述电网连接，所述双转子电机的内转子通过所述变频器与所述电网连接；
3、所述飞轮系统，用于通过传动轴将所述飞轮转子产生的机械能传递至所述双转子电机，以带动所述双转子电机发电生成电能，和/或，通过所述传动轴将所述双转子电机产生的电能传递至所述飞轮转子，以带动所述飞轮转子转动；
4、所述变频器，用于通过调整所述飞
5、所述转换器，用于控制所述飞轮系统提供给所述电网或从所述电网吸收的电能，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配。
6、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述变频器，包括机侧变流器、电容和网侧变流器；其中，所述机侧变流器与所述双转子电机的内转子连接，所述电容分别与所述机侧变流器和所述网侧变流器并联，所述网侧变流器还与所述电网连接。
7、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述变频器，还用于：
8、获取所述转换器的运行状态；
9、当检测到所述转换器发生故障时，通过所述变频器调整所述飞轮系统的双转子电机的输出频率，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配。
10、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述转换器，包括机侧转换器和网侧转换器；其中，所述机侧转换器的一端与所述双转子电机的定子连接，所述机侧转换器的另一端与所述网侧转换器连接，所述网侧转换器的另一端与所述电网连接。
11、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述转换器，还用于：
12、获取所述变频器的运行状态；
13、当检测到所述变频器发生故障时，通过所述转换器调整所述飞轮系统的双转子电机的输出频率，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配。
14、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述通过调整所述飞轮系统中的双转子电机的输出频率，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配，包括：
15、若监测到所述电网的频率与所述飞轮转子的转速相同，通过所述变频器控制所述双转子电机的内转子和外转子的转速，以使所述双转子电机的输出频率与所述电网的频率相等；
16、若监测到所述电网的频率处于上升或下降阶段时，通过所述变频器对所述双转子电机的内转子施加反向转差频率，以使所述双转子电机的定子的输出频率与所述电网的频率相等。
17、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述通过调整所述飞轮系统中的双转子电机的输出频率，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配，还包括：
18、若所述飞轮系统处于加速阶段，则将所述双转子电机的内转子由三相短接切换为变频器控制方式，断开所述开关，通过所述变频器控制所述双转子电机的内转子和外转子达到预设速度，以使所述飞轮转子完成加速达到设计转速；
19、若所述飞轮系统处于稳频阶段，且所述飞轮转子达到设计转速时，闭合所述开关，通过所述变频器对所述双转子电机的内转子施加反向转差频率，以使所述双转子电机的定子的输出频率与所述电网的频率相等。
20、进一步地，在本申请的一些实施例中，当所述电力调频系统接收到启动指令时，则所述双转子电机，还用于根据所述启动指令控制所述开关闭合，控制所述飞轮转子转动，以使所述飞轮系统通过所述开关向电网吸收电能并转化为机械能。
21、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述开关，还用于：当监测到所述电网的频率下降变化率大于预设阈值时，通过控制所述开关闭合，以向所述电网提供惯量支撑，并在调频阶段控制所述开关断开。
22、进一步地，在本申请的一些实施例中，所述控制所述飞轮系统提供给所述电网或从所述电网吸收的电能，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配，包括：
23、若监测到所述电网的频率处于上升或下降阶段时，断开所述开关，并控制所述转换器使得所述双转子电机的定子的输出频率与所述电网的频率相等。
24、本专利技术的实施例中提供的技术方案带来如下有益技术效果：
25、本专利技术提供的飞轮储能电力调频系统，通过将飞轮系统、双转子电机、变频器和转换器连接成一个装置系统，通过双转子电机的定子直接并网，实时在线感受电力系统的功率不平衡，通过变频器控制双转子电机的内转子电流，来实现对双转子电机定子端输出电压的调节，能实现对飞轮系统的无极调速，还可以使得整个系统向电力系统吸收或者释放无功或者有功功率，来对电网中的不平衡功率进行调节，从而实现电网调频的作用；另外，本申请的飞轮储能电力调频系统还增加了一套可以直接调节飞轮系统的频率的转换器，以防变频器发生故障无法进行调频时，通过转换器直接调节飞轮系统的频率，从而在原有系统的基础上增加另一种调节方式，增加了系统的冗余性，有效保障电力调频系统的稳定性和可靠性。
26、本申请附加的方面和优点将在后续部分中给出，并将从后续的描述中详细得到理解，或通过对本专利技术的具体实施了解到。
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1.一种飞轮储能电力调频系统，连接在电网上，其特征在于，包括飞轮系统，以及分别连接在飞轮系统与电网之间的变频器和转换器，其中，所述飞轮系统包括飞轮转子和双转子电机，所述双转子电机包括定子、外转子和内转子；所述飞轮转子通过传动轴与所述双转子电机的外转子连接，所述双转子电机的定子通过开关与所述电网连接，所述双转子电机的定子还通过所述转换器与所述电网连接，所述双转子电机的内转子通过所述变频器与所述电网连接；
2.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述变频器，包括机侧变流器、电容和网侧变流器；其中，所述机侧变流器与所述双转子电机的内转子连接，所述电容分别与所述机侧变流器和所述网侧变流器并联，所述网侧变流器还与所述电网连接。
3.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述转换器，包括机侧转换器和网侧转换器；其中，所述机侧转换器的一端与所述双转子电机的定子连接，所述机侧转换器的另一端与所述网侧转换器连接，所述网侧转换器的另一端与所述电网连接。
4.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述变频器，还用于：
5.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述转换器，还用于：
6.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述通过调整所述飞轮系统中的双转子电机的输出频率，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配，包括：
7.根据权利要求6所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述通过调整所述飞轮系统中的双转子电机的输出频率，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配，还包括：
8.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，当所述电力调频系统接收到启动指令时，则所述双转子电机，还用于根据所述启动指令控制所述开关闭合，控制所述飞轮转子转动，以使所述飞轮系统通过所述开关向电网吸收电能并转化为机械能。
9.根据权利要求8所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述开关，还用于：当监测到所述电网的频率下降变化率大于预设阈值时，通过控制所述开关闭合，以向所述电网提供惯量支撑，并在调频阶段控制所述开关断开。
10.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述控制所述飞轮系统提供给所述电网或从所述电网吸收的电能，以使所述飞轮系统的输出频率与所述电网的频率相匹配，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种飞轮储能电力调频系统，连接在电网上，其特征在于，包括飞轮系统，以及分别连接在飞轮系统与电网之间的变频器和转换器，其中，所述飞轮系统包括飞轮转子和双转子电机，所述双转子电机包括定子、外转子和内转子；所述飞轮转子通过传动轴与所述双转子电机的外转子连接，所述双转子电机的定子通过开关与所述电网连接，所述双转子电机的定子还通过所述转换器与所述电网连接，所述双转子电机的内转子通过所述变频器与所述电网连接；
2.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述变频器，包括机侧变流器、电容和网侧变流器；其中，所述机侧变流器与所述双转子电机的内转子连接，所述电容分别与所述机侧变流器和所述网侧变流器并联，所述网侧变流器还与所述电网连接。
3.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述转换器，包括机侧转换器和网侧转换器；其中，所述机侧转换器的一端与所述双转子电机的定子连接，所述机侧转换器的另一端与所述网侧转换器连接，所述网侧转换器的另一端与所述电网连接。
4.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频系统，其特征在于，所述变频器，还用于：
5.根据权利要求1所述的飞轮储能电力调频...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志国，钱军，徐艳丽，刘玉捧，姚大林，刘宗奎，杨晶，
申请(专利权)人：国家电投集团河南电力有限公司技术信息中心，
类型：发明
国别省市：
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