一种电网功率调节设备及系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种电网功率调节设备及系统，电网功率调节设备包括能量管理装置、网侧储能变流器、飞轮管理器、飞轮变流器以及飞轮储能装置；飞轮管理器、飞轮变流器以及网侧储能变流器分别与能量管理装置电连接；飞轮管理器与飞轮储能装置电连接；飞轮变流器的交流侧与飞轮储能装置电连接；当应用于电网功率调节时，能根据电网和飞轮的运行状况，实时控制飞轮储能装置给电网进行充电和放电，由此提高了飞轮的能量利用率和工作效率，保证了电网用电侧和发电侧的频率和幅值的动态统一。

【技术实现步骤摘要】
一种电网功率调节设备及系统
本技术涉及电网设备领域，尤其涉及一种电网功率调节设备及系统。
技术介绍
众所周知，利用新能源发电将会成为未来的主要发电方式，但是新能源，如太阳光、风力等具有天然不稳定性，间歇性、随机性和抗扰动能力弱，大规模新能源并网将会带来电网的稳定性下降。尤其是当发电和用电不平衡时，必然会带来发电侧频率和幅值的变化，导致发电侧频率和幅值与用电侧频率和幅值不统一，使得电力系统电能质量下降。为解决新能源发电和用电不平衡，导致发电侧频率和幅值与用电侧频率和幅值不统一的问题，常采用化学电池储能装置或飞轮储能装置进行发电侧调频调峰。相比于化学电池储能装置，飞轮储能装置具有响应速度更快、能量转换效率更高、使用寿命更长、环境污染更小等优点。然而，采用飞轮储能装置进行发电侧的调频调峰的技术并不成熟，还存在能量利用率低和系统工作状态差的情况。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种电网功率调节设备及系统，用以解决现有技术中飞轮储能装置能量利用率低和系统工作状态差的技术问题。第一方面，本技术的实施例提供一种电网功率调节设备，包括：能量管理装置、网侧储能变流器、多个飞轮管理器、多个飞轮变流器以及多个飞轮储能装置；多个飞轮管理器、多个飞轮变流器以及网侧储能变流器均与能量管理装置电连接；网侧储能变流器的直流侧和飞轮变流器的直流侧均连接在直流母线上。每个飞轮管理器与一个飞轮储能装置电连接；每个飞轮变流器的交流侧均与一个飞轮储能装置电连接。在一些实施例中，能量管理装置包括电流传感器和电压传感器。在一些实施例中，飞轮变流器和网侧储能变流器为IGBT全控型开关器件。在一些实施例中，能量管理装置基于ModbusTCP协议，通过工业用以太网总线与网侧储能变流器电连接。在一些实施例中，能量管理装置基于ModbusRTU协议，通过RS485总线与飞轮管理器电连接。在一些实施例中，飞轮管理器基于CAN标准帧协议，通过CAN总线与飞轮储能装置电连接。在一些实施例中，电网功率调节设备至少包括三个飞轮储能装置。第二方面，本技术的实施例还提供一种电网功率调节系统，包括第一方面中任一种电网功率调节设备、发电装置以及用电装置；电网功率调节设备中的网侧储能变流器的交流侧、发电装置以及用电装置连接在电网交流母线上，其中，电网功率调节设备中的网侧储能变流器并联设置于发电装置和用电装置之间。在一些实施例中，电网交流母线的额定电压为380V，网侧储能变流器的直流侧，与飞轮变流器的直流测的允许电压均为600-800V，额定电压均为700V。在一些实施例中，发电装置为风电光伏发电装置。本技术的实施例具有以下优点：本技术的实施例将飞轮管理器、飞轮变流器以及网侧储能变流器分别与能量管理装置电连接，网侧储能变流器的直流侧和飞轮变流器的直流侧均连接在直流母线上，飞轮管理器与飞轮储能装置电连接，飞轮变流器的交流侧与飞轮储能装置电连接，由此，当利用飞轮储能装置进行电网调频调峰时，根据电网和飞轮的运行状况，实时控制飞轮储能装置给电网进行充电和放电，从而提高了飞轮的能量利用率和工作效率，保证了电网用电侧和发电侧的频率和幅值的动态统一。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对本技术保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。图1示出了本技术的电网功率调节设备的结构示意图。图2示出了本技术的电网功率调节系统的结构示意图。主要元件符号说明：100-电网功率调节设备，110-能量管理装置，120-网侧储能变流器，130-直流母线，140-飞轮管理器，150-飞轮变流器，160-飞轮储能装置。200-电网功率调节系统，210-发电装置，220-电网交流母线，230-用电装置。具体实施方式下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在下文中，可在本技术的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关
中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本技术的各种实施例中被清楚地限定。实施例1请参照图1，本实施例提供一种电网功率调节设备100，包括：能量管理装置110、网侧储能变流器120、多个飞轮管理器140、多个飞轮变流器150以及多个飞轮储能装置160；多个飞轮管理器140、多个飞轮变流器150以及网侧储能变流器120均与能量管理装置110电连接；网侧储能变流器120的直流侧和飞轮变流器150的直流侧均连接在直流母线130上；每个飞轮管理器140与一个飞轮储能装置160电连接；每个飞轮变流器150的交流侧均与一个飞轮储能装置160电连接。具体的，能量管理装置110监控电网的运行状况，并根据电网的运行状况向网侧储能变流器120、多个飞轮管理器140、多个飞轮变流器150发送控制指令。可选的，能量管理装置110包括电流传感器和电压传感器，能量管理装置110通过电流传感器检测电网的电流，电压传感器检测电网的电压，进而根据电网的电流和电压得到电网的运行状况。网侧储能变流器120，用于根据能量管理装置110发送的控制指令，控制飞轮储能装置160向电网供电，或控制飞轮储能装置利用电网充电。飞轮管理器140，用于实时监控飞轮储能装置160的运行状况，并将飞轮储能装置160的运行状况发送至能量管理装置110。飞轮变流器150，用于飞轮储能装置160和电网间保证直流电和交流电的稳定转换。飞轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网功率调节设备，其特征在于，包括：能量管理装置、网侧储能变流器、多个飞轮管理器、多个飞轮变流器以及多个飞轮储能装置；/n多个所述飞轮管理器、多个所述飞轮变流器以及所述网侧储能变流器均与所述能量管理装置电连接；/n所述网侧储能变流器的直流侧和所述飞轮变流器的直流侧均连接在直流母线上；/n每个所述飞轮管理器与一个所述飞轮储能装置电连接；/n每个所述飞轮变流器的交流侧均与一个所述飞轮储能装置电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网功率调节设备，其特征在于，包括：能量管理装置、网侧储能变流器、多个飞轮管理器、多个飞轮变流器以及多个飞轮储能装置；
多个所述飞轮管理器、多个所述飞轮变流器以及所述网侧储能变流器均与所述能量管理装置电连接；
所述网侧储能变流器的直流侧和所述飞轮变流器的直流侧均连接在直流母线上；
每个所述飞轮管理器与一个所述飞轮储能装置电连接；
每个所述飞轮变流器的交流侧均与一个所述飞轮储能装置电连接。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述能量管理装置包括电流传感器和电压传感器。


3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述飞轮变流器和所述网侧储能变流器均包括IGBT全控型开关器件。


4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述能量管理装置基于ModbusTCP协议，通过工业用以太网总线与所述网侧储能变流器电连接。


5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述能量管理装置基于ModbusRTU协议，通过RS485总线与所述飞轮管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树胜，王佳良，李光军，汪大春，
申请(专利权)人：北京泓慧国际能源技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11