一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，包括厂用电系统、储能系统和PMU系统；其中，所述储能系统通过第一断路器连接至厂用电系统；所述厂用电系统中发电机的机端电压、电流信号分别被第一电压互感器和第一电流互感器采集后送至PMU系统；同时所述储能系统的电压、电流信号分别被第二电压互感器和第二电流互感器采集后送至PMU系统。本实用新型专利技术接线方式简单，可实现多路测量，改造运维成本低，且同步采样对时精度高，通信及数据刷新速度快，可以将发电机组和超级电容的出力信息加和后实时高精度地上传至调度机构，有效提升一次调频响应品质，满足考核指标要求，改善发电企业的经济效益。

A PMU retrofit system suitable for frequency modulation of energy storage auxiliary generator set

The utility model discloses a PMU transformation system suitable for frequency modulation of auxiliary energy storage generator set, including auxiliary power system, energy storage system and PMU system; wherein, the energy storage system is connected to the auxiliary power system through the first circuit breaker; the terminal voltage and current signals of the generator in the auxiliary power system are collected by the first voltage transformer and the first current transformer and sent to p Mu system; meanwhile, the voltage and current signals of the energy storage system are collected by the second voltage transformer and the second current transformer and sent to the PMU system. The utility model has the advantages of simple wiring mode, multi-channel measurement, low operation and maintenance cost, high timing accuracy of synchronous sampling, fast speed of communication and data refresh, and real-time and high-precision upload of output information of generator set and super capacitor to dispatching organization, which can effectively improve the response quality of primary frequency modulation, meet the requirements of assessment index, and improve the economic efficiency of power generation enterprise Benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统
本技术涉及一种PMU系统，具体涉及一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统。
技术介绍
国内的火力发电厂，因受供电煤质波动、风粉系统在线测量精度不高等客观因素的影响，在较快升降负荷速率时，控制系统难以保证机组的参数稳定，同时加剧了机组的煤耗与磨损。目前采用的高压调门节流技术以及多变量协同优化系统，虽然可以在大幅提升机组快速调节能力的同时兼顾机组的运行稳定性及长期的节能收益，但是机组实际负荷变化与电网一次调频考核要求的理想负荷变化曲线之间仍存在一定的差距，因此有必要通过其他手段来补充机组负荷响应的不足。相应地，超级电容储能系统通过双向逆变器可以实现能量的吸收与释放，具有响应速度快、控制精确和双向调节能力等优点，所以合理利用超级电容的快速充放性能，合理调度并在需要时及时充放以满足下一次调频动作的调节需求，针对电网考核指标要求，可以有效提高一次调频响应指标，最大化企业经济效益。考虑超级电容接在发电机机端会引起短路电流过大，这一方面不利于机组安全稳定运行，另一方面发电机出口断路器的容量要随之增大进而使成本提高，因此辅助发电机组参与一次调频的超级电容选接在厂用电侧。但是，在电网对发电厂进行一次调频考核的情况下，调度机构通过PMU系统采集的是机端的三相电流、电压相量，只能获取发电机组的负荷变化情况，而不能采集到超级电容的出力信息。因此，超级电容辅助发电机组参与一次调频时，其对考核指标的改善作用不能量化后反馈至调度机构，影响了考核结果及电厂收益。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有PMU系统接线方式无法采集超级电容的出力信息，而使其辅助一次调频时对考核指标的改善作用不能量化后反馈到调度机构，进而影响发电厂考核及收益的问题，提供了一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，其接线方式简单，可实现多路测量，改造运维成本低，且同步采样对时精度高，通信及数据刷新速度快，可以将发电机组和超级电容的出力信息加和后实时高精度地上传至调度机构，有效提升一次调频响应品质，满足考核指标要求，改善发电企业的经济效益。为达到上述目的，本技术采用如下的技术方案来实现：一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，包括厂用电系统、储能系统和PMU系统；其中，所述储能系统通过第一断路器连接至厂用电系统；所述厂用电系统中发电机的机端电压、电流信号分别通过第一电压互感器和第一电流互感器采集并送至PMU系统；同时所述储能系统的电压、电流信号分别通过第二电压互感器和第二电流互感器采集并送至PMU系统。本技术进一步的改进在于，所述厂用电系统包括发电机、第一电流互感器、机端母线、第一熔断器、第一电压互感器和高厂变；其中，所述发电机通过第一电流互感器连接至机端母线，所述第一电压互感器通过第一熔断器连接至机端母线，同时所述高厂变连接至机端母线。本技术进一步的改进在于，所述储能系统包括第一断路器、6kV厂用母线、第二断路器、第二电流互感器、升压变、双向功率转换装置、超级电容、第二熔断器和第二电压互感器；其中，所述超级电容依次通过双向功率转换装置、升压变、第二电流互感器和第二断路器连接至6kV厂用母线上，所述第二电压互感器通过第二熔断器连接至6kV厂用母线，所述6kV厂用母线通过第一断路器连接至高厂变的星型侧。本技术进一步的改进在于，所述PMU系统包括滤波回路及采样保持回路、开关电源、A/D转换器、第一通讯线路、通讯口、第二通讯线路和CPU；其中，在PMU系统接收到调度机构的调频指令后，超级电容用于辅助发电机一起参与一次调频；一方面，所述PMU系统分别通过第一电流互感器和第一电压互感器采集发电机的机端电流信号和电压信号；另一方面，所述PMU系统分别通过第二电流互感器和第二电压互感器采集储能系统的电流信号和电压信号；发电机和储能系统的电压、电流信号首先通过滤波回路及采样保持回路实现滤波及保证转换精度的功能，然后通过A/D转换器将检测到的电压、电流信号转换成计算机能够识别的等效数字量，接着CPU对电压、电流数据进行处理得到发电机参与一次调频时的出力与储能系统辅助机组一次调频时的出力以及二者之和，最后调频出力信息依次通过第二通讯线路、通讯口和第一通讯线路反馈给调度系统并参与考核；在整个电压、电流信息传递、处理过程中，开关电源实现交/直流电源对PMU系统的供电。本技术具有如下有益的技术效果：1、本技术可以实时采集超级电容的电压、电流相量，并将其和发电机组的出力信息加和后实时高精度地上传，使得超级电容对考核指标的改善作用可以量化地反馈至调度机构，有效提高一次调频响应品质，满足考核指标要求，提升发电企业经济效益；2、本技术系统结构清晰，接线简单，利用PMU可以实现多路测量的技术特征，直接增加用于采集超级电容电压、电流相量信息的两条回路，即可实现对PMU系统的改造，能够适用于不同的厂用电系统；3、本技术改造及运维成本低，只需对外增加电压、电流测量回路及互感器，内部基本不需要改动，提高了供电经济性；4、本技术同步采样对时精度高，在PMU系统采集超级电容信息时，由于PMU系统采用高精度的GPS，采集对立的对时装置，误差仅限于微秒级，因此可以有效提高实时调频精度，缩小机组和超级电容实际负荷变化之和与电网一次调频考核要求的理想负荷变化之间的差距；5、本技术中PMU系统采用高速广域通信技术，通信及数据刷新速度快，减小了超级电容信息采集和传递过程中的静偏差；而且可以进行大容量的数据存储，以便调取大量历史数据进行经验分析，这均有利于电容储能作用的发挥，延长储能系统寿命。综上所述，本技术运维费用低、安全可靠、实用性强且便于推广使用。附图说明图1为本技术结构原理图。图2为本技术具体实施原理图。附图标记说明：1—厂用电系统；2—储能系统；3—PMU系统；1-1—发电机；1-2—第一电流互感器；1-3—机端母线；1-4—第一熔断器；1-5—第一电压互感器；1-6—高厂变；2-1—第一断路器；2-2—6kV厂用母线；2-3—第二断路器；2-4—第二电流互感器；2-5—升压变；2-6—双向功率转换装置(PCS，PowerConversionSystem)；2-7—超级电容；2-8—第二熔断器；2-9—第二电压互感器；3-1—滤波回路及采样保持回路；3-2—开关电源；3-3—A/D转换器；3-4—第一通讯线路；3-5—通讯口；3-6—第二通讯线路；3-7—CPU。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，本技术提供的一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，包括厂用电系统1、储能系统2和PMU系统3；所述储能系统2通过第一断路器2-1连接至厂用电系统1；所述厂用电系统1中发电机1-1的机端电压、电流信号分别被第一电压互感器1-5和第一电流互感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，其特征在于，包括厂用电系统(1)、储能系统(2)和PMU系统(3)；其中，/n所述储能系统(2)通过第一断路器(2-1)连接至厂用电系统(1)；所述厂用电系统(1)中发电机(1-1)的机端电压、电流信号分别通过第一电压互感器(1-5)和第一电流互感器(1-2)采集并送至PMU系统(3)；同时所述储能系统(2)的电压、电流信号分别通过第二电压互感器(2-9)和第二电流互感器(2-4)采集并送至PMU系统(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，其特征在于，包括厂用电系统(1)、储能系统(2)和PMU系统(3)；其中，
所述储能系统(2)通过第一断路器(2-1)连接至厂用电系统(1)；所述厂用电系统(1)中发电机(1-1)的机端电压、电流信号分别通过第一电压互感器(1-5)和第一电流互感器(1-2)采集并送至PMU系统(3)；同时所述储能系统(2)的电压、电流信号分别通过第二电压互感器(2-9)和第二电流互感器(2-4)采集并送至PMU系统(3)。


2.根据权利要求1所述的一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，其特征在于，所述厂用电系统(1)包括发电机(1-1)、第一电流互感器(1-2)、机端母线(1-3)、第一熔断器(1-4)、第一电压互感器(1-5)和高厂变(1-6)；其中，
所述发电机(1-1)通过第一电流互感器(1-2)连接至机端母线(1-3)，所述第一电压互感器(1-5)通过第一熔断器(1-4)连接至机端母线(1-3)，同时所述高厂变(1-6)连接至机端母线(1-3)。


3.根据权利要求2所述的一种适用于储能辅助发电机组调频的PMU改造系统，其特征在于，所述储能系统(2)包括第一断路器(2-1)、6kV厂用母线(2-2)、第二断路器(2-3)、第二电流互感器(2-4)、升压变(2-5)、双向功率转换装置(2-6)、超级电容(2-7)、第二熔断器(2-8)和第二电压互感器(2-9)；其中，
所述超级电容(2-7)依次通过双向功率转换装置(2-6)、升压变(2-5)、第二电流互感器(2-4)和第二断路器(2-3)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：兀鹏越，王俊和，郭霞，寇水潮，孙钢虎，常东锋，彭金宁，柴琦，王小辉，薛磊，高林，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61