一种电化学与飞轮混合储能系统技术方案

一种电化学与飞轮混合储能系统，包括电化学储能装置、电池管理系统、飞轮储能装置、飞轮控制系统、储能能量管理系统、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组。一种发电厂机组联合电化学与飞轮混合储能系统的装置，包括发电厂机组以及上述的电化学与飞轮混合储能系统。本发明专利技术通过发电厂机组联合电化学与飞轮混合储能系统，在电网需要升/降负荷调频时，优先控制电化学储能装置和飞轮储能装置进行相应动作，具有调节速度快，响应时间短，调节精度高的优点，当大功率辅机启动或非停时，瞬间电压波动，电化学储能装置和飞轮储能装置会迅速补充或吸收该部分能量，维持母线电压稳定，保证高厂变安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学与飞轮混合储能系统
本专利技术涉及能源领域，尤其涉及一种电化学与飞轮混合储能系统。
技术介绍
储能技术特指通过机械、电磁、电化学等方法，将能量存储起来，在需要的时候，再通过机械、电磁、电化学的方法转换为电能，为用电设备提供电能的技术，是一项对能源系统的发展及运行带来突破性进步的技术。目前使用的储能技术对电厂机组进行频率调节时通常会出现响应速度不够快，调节精度不足的问题，当大功率辅机启动或非停时，瞬间电压波动，容易出现高厂变的安全事故。为解决上述问题，本申请中提出一种电化学与飞轮混合储能系统。
技术实现思路
(一)专利技术目的为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种电化学与飞轮混合储能系统，通过发电厂机组联合该电化学与飞轮混合储能系统，在电网需要升/降负荷调频时，优先控制电化学储能装置和飞轮储能装置进行相应动作，具有调节速度快，响应时间短，调节精度高的优点，当大功率辅机启动或非停时，瞬间电压波动，电化学储能装置和飞轮储能装置会迅速补充或吸收该部分能量，维持母线电压稳定，保证高厂变安全运行。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术提供了一种电化学与飞轮混合储能系统，包括电化学储能装置、电池管理系统、飞轮储能装置、飞轮控制系统、储能能量管理系统、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；储能能量管理系统通讯连接电化学储能装置、电池管理系统、飞轮储能装置、飞轮控制系统、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；储能辅助调频控制装置组包括储能辅助调频控制装置一和储能辅助调频控制装置二；双向变流器组包括双向变流器一和双向变流器二；变压器组包括变压器一和变压器二；电池管理系统和电化学储能装置一一对应连接，构成电化学储能单元；双向变流器一分别连接变压器一和电池管理系统；飞轮控制系统和飞轮储能装置一一对应连接，构成飞轮储能单元；双向变流器二分别连接变压器二和飞轮控制系统；变压器一和变压器二同时连接工作母线；储能辅助调频控制装置一连接双向变流器一、电池管理系统和发电厂机组；储能辅助调频控制装置二连接双向变流器二、飞轮控制系统和发电厂机组。优选的，电化学储能单元设置多组。优选的，储能辅助调频控制装置一和双向变流器一均与电化学储能单元一一对应设置。优选的，飞轮储能单元设置多组。优选的，储能辅助调频控制装置二和双向变流器二均与飞轮储能单元一一对应设置。优选的，储能辅助调频控制装置一和储能辅助调频控制装置二上均设置有一次调频控制单元和AGC调频控制单元。本专利技术又提供了一种发电厂机组联合电化学与飞轮混合储能系统的装置，包括发电厂机组以及上述的电化学与飞轮混合储能系统；发电厂机组上设置有控制单元；控制单元连接电化学与飞轮混合储能系统中的储能辅助调频控制装置组。优选的，装置工作步骤如下：S1、将电网调度调频指令下发到发电厂机组，电化学与飞轮混合储能系统同时获取该调频指令；S2、当上述调频指令为升/降负荷指令时，电化学与飞轮混合储能系统相应地进行放/充电，其中飞轮储能装置进行短时间、小功率放/充电，电化学储能装置进行长时间、大功率放/充电；S3、判断飞轮储能装置和电化学储能装置是否可以满足本次指令需求，若可以满足指令需求，则无需发电厂机组同步响应；S4、若飞轮储能装置和电化学储能装置无法满足指令需求，则电化学与飞轮混合储能系统利用自身响应速度快的特性先弥补短时间内发电厂机组出力与调频指令间的功率差值；S5、等发电厂机组响应跟上之后，电化学与飞轮混合储能系统出力逐渐降低，以确保电化学与飞轮混合储能系统和发电厂机组联合出力与电网调度调频指令保持一致。优选的，电化学与飞轮混合储能系统中的飞轮储能装置和电化学储能装置工作时，需根据具体的用电领域，选择放/充电的最佳容量配比以及对应的优化控制策略。本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：一、本专利技术中提出的一种电化学与飞轮混合储能系统，设置电化学储能装置和飞轮储能装置配合，在有多余电能时，将其转化为化学能和动能存储，在电能不足时，再将动能和化学能转化为电能，实现双向调节，可靠性高，运行寿命长，同时能量转化的响应速度快、时间短、调节精度高，能有效增加电网调频能力，维持电网稳定运行；二、本专利技术中提出的一种发电厂机组联合电化学与飞轮混合储能系统的装置，在电网需要升/降负荷调频时，优先控制电化学储能装置和飞轮储能装置进行相应动作，具有调节速度快，响应时间短，调节精度高的优点，能够有效解决发电厂机组响应调频指令时机组辅机设备、主汽调门频繁启停、动作造成设备磨损大的问题，主、附设备使用寿命增加、故障率减少，减少了机组脱硫、脱硝控制难度和喷氨使用量，降低机组排放的氮氧化物；减少锅炉运行参数频繁剧烈变化，平缓配风，减少锅炉炉管磨损，延长锅炉安全运行时间；减少了可再生能源并入电网时对电网的冲击；当大功率辅机启动或非停时，瞬间电压波动，电化学储能装置和飞轮储能装置会迅速补充或吸收该部分能量，维持母线电压稳定，保证高厂变安全运行。附图说明图1为本专利技术提出的一种电化学与飞轮混合储能系统的结构示意图。图2为本专利技术提出的一种电化学与飞轮混合储能系统中在升/降负荷指令下的工作情况示意图。图3为本专利技术提出的一种发电厂机组联合电化学与飞轮混合储能系统的装置结构框图。图4为本专利技术提出的一种发电厂机组联合电化学与飞轮混合储能系统的装置工作原理图。附图标注：101、双向变流器一；102、电化学储能装置；103、电池管理系统；104、变压器一；201、双向变流器二；202、飞轮储能装置；203、飞轮控制系统；204、变压器二；301、储能辅助调频控制装置一；302、储能辅助调频控制装置二；a1、电化学储能；a2、飞轮储能；b1、电化学补偿；b2、飞轮补偿；c、电网调度指令。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明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。实施例1如图1所示，本专利技术提出的一种电化学与飞轮混合储能系统，包括电化学储能装置102、电池管理系统103、飞轮储能装置202、飞轮控制系统203、储能能量管理系统、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；储能能量管理系统通讯连接电化学储能装置102、电池管理系统103、飞轮储能装置202、飞轮控制系统203、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；储能辅助调频控制装置组包括储能辅助调频控制装置一301和储能辅助调频控制装置二302；双向变流器组包括双向变流器一101和双向变流器二201；变压器组包括变压器一104和变压器二204；电池管理系统103和电化学储能装置102一一对应连接，构成电化学储能单元；双向变流器一101分别连接变压器一104和电池管理系统103本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学与飞轮混合储能系统，其特征在于，包括电化学储能装置(102)、电池管理系统(103)、飞轮储能装置(202)、飞轮控制系统(203)、储能能量管理系统、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；储能能量管理系统通讯连接电化学储能装置(102)、电池管理系统(103)、飞轮储能装置(202)、飞轮控制系统(203)、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；/n储能辅助调频控制装置组包括储能辅助调频控制装置一(301)和储能辅助调频控制装置二(302)；双向变流器组包括双向变流器一(101)和双向变流器二(201)；变压器组包括变压器一(104)和变压器二(204)；/n电池管理系统(103)和电化学储能装置(102)一一对应连接，构成电化学储能单元；双向变流器一(101)分别连接变压器一(104)和电池管理系统(103)；飞轮控制系统(203)和飞轮储能装置(202)一一对应连接，构成飞轮储能单元；双向变流器二(201)分别连接变压器二(204)和飞轮控制系统(203)；变压器一(104)和变压器二(204)同时连接工作母线；储能辅助调频控制装置一(301)连接双向变流器一(101)、电池管理系统(103)和发电厂机组；储能辅助调频控制装置二(302)连接双向变流器二(201)、飞轮控制系统(203)和发电厂机组。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电化学与飞轮混合储能系统，其特征在于，包括电化学储能装置(102)、电池管理系统(103)、飞轮储能装置(202)、飞轮控制系统(203)、储能能量管理系统、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；储能能量管理系统通讯连接电化学储能装置(102)、电池管理系统(103)、飞轮储能装置(202)、飞轮控制系统(203)、储能辅助调频控制装置组、双向变流器组及变压器组；
储能辅助调频控制装置组包括储能辅助调频控制装置一(301)和储能辅助调频控制装置二(302)；双向变流器组包括双向变流器一(101)和双向变流器二(201)；变压器组包括变压器一(104)和变压器二(204)；
电池管理系统(103)和电化学储能装置(102)一一对应连接，构成电化学储能单元；双向变流器一(101)分别连接变压器一(104)和电池管理系统(103)；飞轮控制系统(203)和飞轮储能装置(202)一一对应连接，构成飞轮储能单元；双向变流器二(201)分别连接变压器二(204)和飞轮控制系统(203)；变压器一(104)和变压器二(204)同时连接工作母线；储能辅助调频控制装置一(301)连接双向变流器一(101)、电池管理系统(103)和发电厂机组；储能辅助调频控制装置二(302)连接双向变流器二(201)、飞轮控制系统(203)和发电厂机组。


2.根据权利要求1所述的一种电化学与飞轮混合储能系统，其特征在于，电化学储能单元设置多组。


3.根据权利要求1所述的一种电化学与飞轮混合储能系统，其特征在于，储能辅助调频控制装置一(301)和双向变流器一(101)均与电化学储能单元一一对应设置。


4.根据权利要求1所述的一种电化学与飞轮混合储能系统，其特征在于，飞轮储能单元设置多组。


5.根据权利要求1所述的一种电化学与飞轮混合储能系统，其特征在于，储能辅助调频控制装置二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
申请(专利权)人：若普自动化技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11