改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法技术

本发明专利技术公开了一种改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法，其通过在孤网运行的电网上增设储能系统；所述储能系统包括并网开关、储能馈电变压器、双向逆变器和储能装置；所述储能装置依次经双向逆变器、储能馈电变压器和并网开关接入自备电厂的高压母线；所述自备电厂的高压母线用于完成汇集和分配电能。本发明专利技术的有益效果是利用储能系统对电能的吸收过程，缓解了电网大功率设备停止工作后电网频率升高、电压升高的问题，同时避免了由于电网功率过剩而造成能源浪费；利用储能系统对电能的释放过程，缓解了电网由于大功率设备启动工作后电网频率降低、电压降过大的问题，同时避免了由于电网功率不足而造成电网崩溃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法，尤其涉及一种以火力发电机组为自备电厂的工矿企业的大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法。
技术介绍
长期以来,由于习惯思维方式和苦于没有孤网运行的安全保障技术,全国的自备电厂大都必须并网才能运行。在并网发电的状况下，也因费用较高，企业负担较重。对于全国乃至全世界发电事业来说,有个别发电企业实行孤网运行,但很不稳定，电能质量较差。究其原因,主要是孤网运行的发电厂,无法解决大负荷冲击和小负荷频繁波动引起发电机周波波动带来的影响,机组经常被冲跨，或者就根本无法运行。而自备电厂多用于高耗能企业，孤网运行就更难。因为高耗能企业中大功率设备较多且多是最不稳定的负荷，大型电机启停，电弧炉电极的升降，机械电气故障，都会直接影响自备电厂发电机组的稳定运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种稳定高效的改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法。本专利技术采用如下技术方案：一种改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法，是在孤网运行的电网上增设了储能系统；所述储能系统包括并网开关、储能馈电变压器、双向逆变器和储能装置；所述储能装置依次经双向逆变器、储能馈电变压器和并网开关接入自备电厂的高压母线；所述自备电厂的高压母线用于完成汇集和分配电能；所述并网开关用于完成储能系统接入电网；所述储能馈电变压器用于完成不同电压等级电能转换；所述双向逆变器用于完成向储能装置充电或放电。在增设储能系统后，孤网运行的电网的控制方法如下：首先，在孤网运行电网的发电机并网后逐步升负荷的过程中，逐步切入常规负载；然后，由于火力发电机组的汽轮机瞬时过载能力有限，依据电网运行工况调整大功率设备的启停，具体分如下几种情况：情况一、在非电机类大功率设备启动前，先逐步提高发电机的功率输出，其过剩部分由储能系统吸收，当储能系统吸收功率达到非电机类大功率设备的额定功率时，启动非电机类大功率设备，同时停止储能系统继续吸收电网功率；情况二、在电机类大功率设备启动前，先逐步提高发电机的功率输出，其过剩部分由储能系统吸收，当储能系统吸收功率达到电机类大功率设备的额定功率时，启动电机类大功率设备，同时指令储能系统向电网馈电；情况三、在大功率设备停止前，先逐步降低发电机的功率输出，其功率不足部分由储能系统释放功率补足，当储能系统向电网补偿功率达到大功率设备的额定功率时，停止大功率设备，同时停止储能系统继续释放电网功率；情况四、电网正常运行时，当储能系统收到即将启动大功率设备的指令时，提前向电网释放储存能量；当储能系统收到即将停止大功率设备指令时，提前吸收电网能量。本专利技术的有益效果在于：本专利技术构建一种孤网运行电网电能质量问题的解决方法，利用储能系统对电能的吸收过程，缓解了电网大功率设备停止工作后电网频率升高、电压升高的问题，同时避免了由于电网功率过剩而造成能源浪费；利用储能系统对电能的释放过程，缓解了电网由于大功率设备启动工作后电网频率降低、电压降过大的问题，同时避免了由于电网功率不足而造成电网崩溃。附图说明图1为本专利技术的具体实施原理框图。其中，1储能系统、1-1并网开关、1-2储能馈电变压器、1-3双向逆变器、1-4储能装置、2高压母线、3开关、4主变压器、5配电变压器、6发电机、7厂用工作变压器、8厂用母线A段、9厂用母线B段、10多组负载。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合图1和具体实施例对专利技术进行清楚、完整的描述。如图1所示，本实施例涉及一种改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法，用于解决大负荷频繁投切使发电机周波、电网网频的波动问题，从而使发电机组稳定运行,企业效益稳定增加。具体是通过如下手段实现：在孤网运行的电网上增设了储能系统1；所述储能系统1包括并网开关1-1、储能馈电变压器1-2、双向逆变器1-3和储能装置1-4；所述储能装置1-4依次经双向逆变器1-3、储能馈电变压器1-2和并网开关1-1接入自备电厂的高压母线2；所述自备电厂的高压母线2用于完成汇集和分配电能；所述并网开关1-1用于完成储能系统1接入电网；所述储能馈电变压器1-2用于完成不同电压等级电能转换；所述双向逆变器1-3用于完成向储能装置1-4充电或放电。在增设储能系统1后，孤网运行的电网的控制方法如下：首先，在孤网运行电网的发电机6并网后逐步升负荷的过程中，逐步切入常规负载；然后，由于火力发电机组的汽轮机瞬时过载能力有限，依据电网运行工况调整大功率设备的启停，具体分如下几种情况：情况一、在非电机类大功率设备启动前，先逐步提高发电机6的功率输出，其过剩部分由储能系统1吸收，当储能系统1吸收功率达到非电机类大功率设备的额定功率时，启动非电机类大功率设备，同时停止储能系统1继续吸收电网功率，从而平稳的启动大功率设备，从而平稳的启动大功率设备；情况二、在电机类大功率设备启动前，先逐步提高发电机6的功率输出，其过剩部分由储能系统1吸收，当储能系统1吸收功率达到电机类大功率设备的额定功率时，启动电机类大功率设备，同时指令储能系统1向电网馈电，从而平稳的启动大功率设备；情况三、在大功率设备停止前，先逐步降低发电机6的功率输出，其功率不足部分由储能系统1释放功率补足，当储能系统1向电网补偿功率达到大功率设备的额定功率时，停止大功率设备，同时停止储能系统1继续释放电网功率，从而平稳的停止大功率设备；情况四、电网正常运行时，当储能系统1收到即将启动大功率设备的指令时，提前向电网释放储存能量；当储能系统1收到即将停止大功率设备指令时，提前吸收电网能量。以上利用具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；对于本领域技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法，其特征在于： 在孤网运行的电网上增设储能系统（1）；所述储能系统（1）包括并网开关（1‑1）、储能馈电变压器（1‑2）、双向逆变器（1‑3）和储能装置（1‑4）；所述储能装置（1‑4）依次经双向逆变器（1‑3）、储能馈电变压器（1‑2）和并网开关（1‑1）接入自备电厂的高压母线（2）；所述自备电厂的高压母线（2）用于完成汇集和分配电能；所述并网开关（1‑1）用于完成储能系统（1）接入电网；所述储能馈电变压器（1‑2）用于完成不同电压等级电能转换；所述双向逆变器（1‑3）用于完成向储能装置（1‑4）充电或放电。

【技术特征摘要】
1.一种改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法，其特征在于： 在孤网运行的电网上增设储能系统（1）；所述储能系统（1）包括并网开关（1-1）、储能馈电变压器（1-2）、双向逆变器（1-3）和储能装置（1-4）；所述储能装置（1-4）依次经双向逆变器（1-3）、储能馈电变压器（1-2）和并网开关（1-1）接入自备电厂的高压母线（2）；所述自备电厂的高压母线（2）用于完成汇集和分配电能；所述并网开关（1-1）用于完成储能系统（1）接入电网；所述储能馈电变压器（1-2）用于完成不同电压等级电能转换；所述双向逆变器（1-3）用于完成向储能装置（1-4）充电或放电。2.根据权利要求1所述的改善大功率设备启停前后孤网运行电网电能质量的方法，其特征在于：在增设储能系统（1）后，孤网运行的电网的控制方法如下：首先，在孤网运行电网的发电机（6）并网后逐步升负荷的过程中，逐步切入常规负载；然后，由于火力发电机组的汽轮机瞬时过载能力有限，依据电网运行工况调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福东，杨春来，彭刚，梁斌，袁晓磊，李剑锋，
申请(专利权)人：河北省电力建设调整试验所，国家电网公司，国网河北省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13