电网调频惯量的调节方法和分布式飞轮储能系统技术方案

本发明专利技术提出一种电网调频惯量的调节方法和分布式飞轮储能系统，该方法应用于分布式飞轮储能系统，该方法包括：调度系统采集电网的频率偏差，并判断频率偏差是否在第一预设频率范围；若是，则控制分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式，以由飞轮储能控制器对飞轮储能单元和风机进行相应控制；若否，则控制分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式，以由调度系统对飞轮储能单元和风机进行相应控制。本发明专利技术实施例的电网调频惯量的调节方法，使飞轮储能单元和风机在不同的系统运行模式下相互配合工作，提高了调节的准确性；以及，避免了电化学电池的新旧更换和大面积部署，从而降低了成本，提高了调节的安全性。

【技术实现步骤摘要】
电网调频惯量的调节方法和分布式飞轮储能系统
本专利技术涉及新能源储能
，尤其是涉及一种电网调频惯量的调节方法和分布式飞轮储能系统。
技术介绍
随着新能源技术的发展，新能源项目的部署数量也呈增加趋势，如光伏、风电以及风热等新能源项目急剧增加。长期以来，弃风、弃光以及波动性大等问题一直都是阻碍新能源技术发展的重要因素。相关技术中，一般通过风机调整桨叶角度的方式或者电化学电池储能的方式，实现对电网调频惯量的调节。然而，使用风机调频的方式需要调整桨叶角度，至少需要2-3秒的时间，随着风机的使用时间增加，风机的轴承会出现磨损，导致风机的调整速度与预设速度之间的偏差增大，不利于系统的精准控制；使用电化学电池储能的方式存在充放电倍率的问题，电化学电池的配置通常为1C，最大的配置为2C。实际运行时，电化学电池的运行效果一般在0.7-0.75C之间，而最大配置也是基于电化学电池的数量和容量的增加来实现的，因此，经济性较差。同时，目前电化学电池大面积部署的时间较短，电化学电池的新旧更换及新旧电化学电池不能同时使用的问题，会导致使用电化学电池的成本较高，以及，电化学电池的大面积部署可能会出现火灾问题，导致安全性不高。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中电网调频惯量调节方式存在的调节准确性不高、经济性较差及安全性不高的技术问题。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种电网调频惯量的调节方法，应用于分布式飞轮储能系统，通过确定电网的频率偏差所处的频率范围，控制分布式飞轮储能系统进入相应的系统运行模式，使飞轮储能单元和风机在不同的系统运行模式下配合工作，从而实现对频率偏差的精准调节，以及，无需使用电化学电池，避免电化学电池的新旧更换、新旧电化学电池不能同时使用及大面积部署的问题，从而，降低了成本，提高了调节的安全性。为此，本专利技术的第二个目的在于提出一种分布式飞轮储能系统。为了达到上述目的，本专利技术的第一方面的实施例提出了一种电网调频惯量的调节方法，应用于分布式飞轮储能系统，所述分布式飞轮储能系统包括并联连接于电网上的多个飞轮储能子系统，每个所述飞轮储能子系统包括飞轮储能单元、风机以及用于控制所述飞轮储能单元和风机的飞轮储能控制器，多个所述飞轮储能控制器与调度系统连接，该方法包括：所述调度系统采集所述电网的频率偏差，并判断所述频率偏差是否在第一预设频率范围；若是，则控制所述分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式，以由所述飞轮储能控制器对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制；若否，则控制所述分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式，以由所述调度系统对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制。根据本专利技术实施例的电网调频惯量的调节方法，通过判断电网的频率偏差是否在第一预设频率范围，基于判断结果控制分布式飞轮储能系统进入相应的系统运行模式，在相应的系统运行模式下，由飞轮储能控制器或者调度系统对飞轮储能单元和风机进行相应控制，使飞轮储能单元和风机在不同的系统运行模式下可以相互配合工作，从而实现对频率偏差的精准调节，避免仅使用风机调整频率偏差，导致调整速度与预设速度偏差较大的问题，从而，提高了调节的准确性；以及，无需使用电化学电池，避免电化学电池的新旧更换、新旧电化学电池不能同时使用及大面积部署的问题，从而，降低了成本，提高了调节的安全性。在一些实施例中，所述控制所述分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式后，包括：判断所述频率偏差是否在第二预设频率范围；若否，则进一步判断所述频率偏差是否小于0；若所述频率偏差小于0，则所述飞轮储能控制器控制所述飞轮储能单元放电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0；若所述频率偏差大于0，则所述飞轮储能控制器控制所述飞轮储能单元充电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。通过确定频率偏差所处的频率范围，由飞轮储能控制器对飞轮储能单元和风机的工作进行相应的控制，从而提高控制的准确性。在一些实施例中，在控制所述飞轮储能单元充电或放电后，还包括：判断所述飞轮储能单元剩余能量对应的工作时间是否大于第一预设时间；若否，则控制所述风机动作以调节所述频率偏差，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。在一些实施例中，所述控制所述分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式后，包括：所述调度系统控制所述风机延时第二预设时间后接入，同时控制所述飞轮储能单元充电或者放电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。在一些实施例中，在所述调度系统控制所述飞轮储能单元充电或者放电后，还包括：若所述飞轮储能单元充电或者放电时间大于或等于第三预设时间，则控制所述飞轮储能单元停止充电或者放电。为实现上述目的，本专利技术的第二方面实施例提出了一种分布式飞轮储能系统，该系统包括：调度系统和并联连接于电网上的多个飞轮储能子系统，每个所述飞轮储能子系统包括飞轮储能单元、风机以及用于控制所述飞轮储能单元和风机的飞轮储能控制器，多个所述飞轮储能控制器与所述调度系统连接，其中，所述调度系统用于采集所述电网的频率偏差，并判断所述频率偏差是否在第一预设频率范围；若是，则控制所述分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式，以由所述飞轮储能控制器对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制；若否，则控制所述分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式，以由所述调度系统对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制。根据本专利技术实施例的分布式飞轮储能系统，通过判断电网的频率偏差是否在第一预设频率范围，基于判断结果控制分布式飞轮储能系统进入相应的系统运行模式，在相应的系统运行模式下，由飞轮储能控制器或者调度系统对飞轮储能单元和风机进行相应控制，使飞轮储能单元和风机在不同的系统运行模式下可以相互配合工作，从而实现对频率偏差的精准调节，避免仅使用风机调整频率偏差，导致调整速度与预设速度偏差较大的问题，从而，提高了调节的准确性；以及，无需使用电化学电池，避免电化学电池的新旧更换、新旧电化学电池不能同时使用及大面积部署的问题，从而，降低了成本，提高了调节的安全性。在一些实施例中，在所述分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式后，所述飞轮储能控制器，具体用于：判断所述频率偏差是否在第二预设频率范围；若否，则进一步判断所述频率偏差是否小于0；若所述频率偏差小于0，则所述飞轮储能控制器控制所述飞轮储能单元放电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0；若所述频率偏差大于0，则所述飞轮储能控制器控制所述飞轮储能单元充电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。在一些实施例中，在控制所述飞轮储能单元充电或放电后，所述飞轮储能控制器，还用于：判断所述飞轮储能单元剩余能量对应的工作时间是否大于第一预设时间；若否，则控制所述风机动作以调节所述频率偏差，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。在一些实施例中，在所述分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式后，所述调度系统，具体用于：控制所述风机延时第二预设时间后接入，同时控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网调频惯量的调节方法，其特征在于，应用于分布式飞轮储能系统，所述分布式飞轮储能系统包括并联连接于电网上的多个飞轮储能子系统，每个所述飞轮储能子系统包括飞轮储能单元、风机以及用于控制所述飞轮储能单元和风机的飞轮储能控制器，多个所述飞轮储能控制器与调度系统连接，所述方法包括：/n所述调度系统采集所述电网的频率偏差，并判断所述频率偏差是否在第一预设频率范围；/n若是，则控制所述分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式，以由所述飞轮储能控制器对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制；/n若否，则控制所述分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式，以由所述调度系统对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网调频惯量的调节方法，其特征在于，应用于分布式飞轮储能系统，所述分布式飞轮储能系统包括并联连接于电网上的多个飞轮储能子系统，每个所述飞轮储能子系统包括飞轮储能单元、风机以及用于控制所述飞轮储能单元和风机的飞轮储能控制器，多个所述飞轮储能控制器与调度系统连接，所述方法包括：
所述调度系统采集所述电网的频率偏差，并判断所述频率偏差是否在第一预设频率范围；
若是，则控制所述分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式，以由所述飞轮储能控制器对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制；
若否，则控制所述分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式，以由所述调度系统对所述飞轮储能单元和风机进行相应控制。


2.根据权利要求1所述的电网调频惯量的调节方法，其特征在于，所述控制所述分布式飞轮储能系统进入单机系统运行模式后，包括：
判断所述频率偏差是否在第二预设频率范围；
若否，则进一步判断所述频率偏差是否小于0；
若所述频率偏差小于0，则所述飞轮储能控制器控制所述飞轮储能单元放电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0；
若所述频率偏差大于0，则所述飞轮储能控制器控制所述飞轮储能单元充电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。


3.根据权利要求2所述的电网调频惯量的调节方法，其特征在于，在控制所述飞轮储能单元充电或者放电后，还包括：
判断所述飞轮储能单元剩余能量对应的工作时间是否大于第一预设时间；
若否，则控制所述风机动作以调节所述频率偏差，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。


4.根据权利要求1所述的电网调频惯量的调节方法，其特征在于，所述控制所述分布式飞轮储能系统进入多机系统运行模式后，包括：
所述调度系统控制所述风机延时第二预设时间后接入，同时控制所述飞轮储能单元充电或者放电，直至所述频率偏差为0，且单位时间内所述频率偏差的变化量为0。


5.根据权利要求4所述的电网调频惯量的调节方法，其特征在于，在所述调度系统控制所述飞轮储能单元充电或者放电后，还包括：
若所述飞轮储能单元充电或者放电时间大于或等于第三预设时间，则控制所述飞轮储能单元停止充电或者放电。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，李海超，程祥，
申请(专利权)人：沈阳微控新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21