本实用新型专利技术本一种应用于电网调峰和调频高压飞轮联合化学电池储能系统，属于电网调峰和调频技术领域。该系统包括国家电网、飞轮电池控制单元、化学电池控制单元、用于监控国家电网需求状态并控制飞轮电池单元和化学电池控制单元的主控制系统，主动控制系统通过对飞轮电池单元的控制可以实现调峰和调频，主动控制系统通过对化学电池单元的控制可以实现深度调峰，同时由于其蓄电能的特点，可将多余的电能储存起来用于电网波峰时段的电能补充，此过程为可逆调峰和调频过程。
An energy storage system of high voltage flywheel combined with chemical battery applied in peak load regulation and frequency modulation of power grid
【技术实现步骤摘要】
一种应用于电网调峰和调频的高压飞轮联合化学电池储能系统
本技术涉及电网调峰和调频
，尤其涉及一种应用于电网调峰和调频高压飞轮联合化学电池储能系统。
技术介绍
近年以来，随着电网负荷结构的显著变化以及电网装机容量迅速增长，电网日常运行中负荷的峰谷差日益增大，同时电网弃风消纳的能力不足。调峰困难已成为电网运行中最为突出的问题。电蓄热锅炉和电极锅炉储能是目前调峰的主要技术，但是将电能转化为热能的确实不可逆调峰过程，并且存在设备占地面积大、建造维护成本高和严重能源浪费等缺点，当电网再次需要用电是无法满足峰值要求。
技术实现思路
电蓄热锅炉和电极锅炉储能是目前调峰的主要技术，但是将电能转化为热能的确实不可逆调峰过程，并且存在设备占地面积大、建造维护成本高和严重能源浪费等缺点，当电网再次需要用电是无法满足峰值要求，本技术公开了一种应用于电网调峰和调频高压飞轮联合化学电池储能系统，包括：国家电网、飞轮电池控制单元、化学电池控制单元和主控制系统；所述主控制系统的一端与所述国家电网相连接；所述主控制系统的另一端与所述飞轮电池控制单元的一端和所述化学电池控制单元一端相连接；所述飞轮电池控制单元的另一端和所述化学电池控制单元的另一端与国家电网相连接；所述飞轮电池控制单元包括控制器c、AC滤波器、AC/DC/AC双向变流器a和飞轮电池，所述AC滤波器一端通过三相交流电与国家电网相连接，所述AC滤波器的另一端与AC/DC/AC双向变流器a相连接，所述AC/DC/AC双向变流器a的另一端与所述飞轮电池相连接，通过所述控制器c与所述AC/DC/AC双向变流器a和飞轮电池相连接；所述飞轮电池包括电机主轴和电机定子；所述电机定子通过三相交流电与所述AC/DC/AC双向变流器a相连接，所述飞轮电池在电机主轴端与控制器c相连接；所述化学电池控制单元包括控制器d、AC/DC/AC双向变流器b和化学电池，所述AC/DC/AC双向变流器b一端通过三相交流电与国家电网相连接，所述AC/DC/AC双向变流器b另一端与化学电池相连接，所述控制器d与AC/DC/AC双向变流器b和化学电池相连接；所述主控制系统与控制器c和控制器d相连接。进一步地，所述飞轮电池还包括电池外壳、电机转子、蓄能飞轮、磁悬浮轴承、磁定子和真空泵，所述电机主轴与所述电机转子、所述蓄能飞轮和所述磁悬浮轴承相连接，所述磁定子固定在所述电池外壳的内壁上，所述真空泵与所述电池外壳相连接。进一步地，所述飞轮电池选用高压飞轮电池，所述高压飞轮电池的电压范围1KV-10KV。进一步地，所述化学电池包括磷酸铁锂电池组、三元锂电池组和镍氢电池组。由于采用了上述技术方案，本技术提供的一种应用于电网调峰和调频高压飞轮联合化学电池储能系统，该系统运用飞轮电池储能技术，将一部分多余的电能储存在飞轮电池中，在电网峰值需求电能时再将电能补充给电网供电，达到电能可逆的峰谷调整，此外通过飞轮电池的快速充放电可以达到调频的目的，同时利用化学电池的能量密度大的特点储存更多的电能达到深度调峰目的。该系统优化改进了传统电能转化为热能的电网调峰系统，实现了电能的可逆存放，提高了电网消纳风电、光电及核电等新能源的能力，并运用控制系统使整个过程实现上网的智能控制，不仅节约了维护成本，更提高了控制精度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术中公开的系统的结构示意图；图2为本技术飞轮电池控制单元的结构示意图；图3为本技术化学电池控制单元的结构示意图；图4为本技术飞轮电池的结构示意图。图中：3、主控制系统，10、控制器c，11、AC滤波器，12、AC/DC/AC双向变流器a，13、飞轮电池，14、国家电网，15、控制器d，16、AC/DC/AC双向变流器b，17、化学电池，20、飞轮电池控制单元，21、化学电池控制单元，30、电机主轴，31、电池外壳，32、电机定子，33、电机转子，34、蓄能飞轮，35、磁悬浮轴承，36、磁定子，37、真空泵。具体实施方式为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1所示的一种应用于电网调峰和调频的高压飞轮联合化学电池储能系统，具体该系统包括国家电网14、存储电能的飞轮电池控制单元20、存储电能的化学电池控制单元21、用于监控国家电网14需求状态并控制飞轮电池单元20和化学电池控制单元21的主控制系统3；所述国家电网14根据峰值需求状态发出控制信号至所述主控制系统3；所述飞轮电池控制单元20接收所述主控制系统3的控制信号对所述国家电网14进行电能充放和调频；所述化学电池控制单元21接收所述主控制系统3的控制信号所述国家电网14进行电能充放；图2为本技术飞轮电池控制单元的结构示意图，所述飞轮电池控制单元20包括控制器c10、AC滤波器11、AC/DC/AC双向变流器a12和飞轮电池13，所述控制器c10控制AC/DC/AC双向变流器a12，AC滤波器一端通过三相交流电与国家电网14相连接，通过AC滤波器11另一端过滤杂波后经过AC/DC/AC双向变流器a12实现由三相电转化成单相电再转化为与飞轮电池13反馈给控制器c10频率相同的三相电，将电能储存起来，此过程为可逆过程，可以实现随时快速充放电。其特点包括快速充放电、能源变化为可逆过程、充放电通过控制系统实现、随时根据电网的峰谷变化做出调整，实现调峰和调频目的。图3为本技术化学电池控制单元的结构示意图，所述化学电池控制单元21包括控制器d15、AC/DC/AC双向变流器b16和化学电池17，所述AC/DC/AC双向变流器b16一端通过三相交流电与国家电网14相连接，所述AC/DC/AC双向变流器b16另一端与化学电池17相连接，所述控制器d15与AC/DC/AC双向变流器b16和化学电池17相连接，所述控制器d15控制AC/DC/AC双向变流器b16，将电能储存起来，此过程为可逆过程，根据电网的峰谷变化充放电能，实现深度调峰。进一步地，所述主控制系统3与控制器c10和控制器d15相连接；图4为本技术飞轮电池的结构示意图，所述飞轮电池13还包括电池外壳31、电机转子33、蓄能飞轮34、磁悬浮轴承35、磁定子36和真空泵37所述电机主轴30与所述电机转子33、所述蓄能飞轮34、所述磁悬浮轴承35相连接，所述磁定子36固定在所述电池外壳31的内壁上，所述真空泵37与所述电池外壳31相连接；进一步地，所述飞轮电池13选用高压飞轮电池，所述高压飞轮电池的电压范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于电网调峰和调频的高压飞轮联合化学电池储能系统，其特征在于包括：国家电网(14)、飞轮电池控制单元(20)、化学电池控制单元(21)和主控制系统(3)；/n所述主控制系统(3)一端与所述国家电网(14)相连接；/n所述主控制系统(3)另一端与所述飞轮电池控制单元(20)一端和所述化学电池控制单元(21)一端相连接；/n所述飞轮电池控制单元(20)另一端和所述化学电池控制单元(21)的另一端与国家电网(14)相连接；/n所述飞轮电池控制单元(20)包括控制器c(10)、AC滤波器(11)、AC/DC/AC双向变流器a(12)和飞轮电池(13)，所述AC滤波器(11)一端通过三相交流电与国家电网(14)相连接，所述AC滤波器(11)的另一端与AC/DC/AC双向变流器a(12)相连接，所述AC/DC/AC双向变流器a(12)的另一端与所述飞轮电池(13)相连接，通过所述控制器c(10)与所述AC/DC/AC双向变流器a(12)和飞轮电池(13)相连接；/n所述飞轮电池(13)包括电机主轴(30)和电机定子(32)；所述电机定子(32)通过三相交流电与所述AC/DC/AC双向变流器a(12)相连接，所述飞轮电池(13)在电机主轴(30)端与控制器c(10)相连接；/n所述化学电池控制单元(21)包括控制器d(15)、AC/DC/AC双向变流器b(16)和化学电池(17)，所述AC/DC/AC双向变流器b(16)一端通过三相交流电与国家电网(14)相连接，所述AC/DC/AC双向变流器b(16)另一端与化学电池(17)相连接，所述控制器d(15)与AC/DC/AC双向变流器b(16)和化学电池(17)相连接；/n所述主控制系统(3)与控制器c(10)和控制器d(15)相连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种应用于电网调峰和调频的高压飞轮联合化学电池储能系统，其特征在于包括：国家电网(14)、飞轮电池控制单元(20)、化学电池控制单元(21)和主控制系统(3)；
所述主控制系统(3)一端与所述国家电网(14)相连接；
所述主控制系统(3)另一端与所述飞轮电池控制单元(20)一端和所述化学电池控制单元(21)一端相连接；
所述飞轮电池控制单元(20)另一端和所述化学电池控制单元(21)的另一端与国家电网(14)相连接；
所述飞轮电池控制单元(20)包括控制器c(10)、AC滤波器(11)、AC/DC/AC双向变流器a(12)和飞轮电池(13)，所述AC滤波器(11)一端通过三相交流电与国家电网(14)相连接，所述AC滤波器(11)的另一端与AC/DC/AC双向变流器a(12)相连接，所述AC/DC/AC双向变流器a(12)的另一端与所述飞轮电池(13)相连接，通过所述控制器c(10)与所述AC/DC/AC双向变流器a(12)和飞轮电池(13)相连接；
所述飞轮电池(13)包括电机主轴(30)和电机定子(32)；所述电机定子(32)通过三相交流电与所述AC/DC/AC双向变流器a(12)相连接，所述飞轮电池(13)在电机主轴(30)端与控制器c(10)相连接；
所述化学电池控制单元(21)包括控制器d(15)、AC/DC/AC双...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵士铭，陈德宝，赵铁强，
申请(专利权)人：大连亨利科技有限公司，大连亨利测控仪表工程有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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