一种发电机组的储能调频装置及系统制造方法及图纸

本公开提供一种发电机组的储能调频装置及系统，装置包括：第一储能单元和第二储能单元，均连接至所述发电机组的输出母线，用于与所述输出母线交换电能；控制单元，与所述第一储能单元和所述第二储能单元通信，用于根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，以使得所述电网频率维持在预设范围。根据本公开，在进行电网调频时大幅度减少了电池的充电‑放电换向次数，显著提升了电池使用寿命，提高了项目的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机组的储能调频装置及系统
本公开涉及储能调频
，尤其涉及一种发电机组的储能调频装置及系统。
技术介绍
近年来，由于大规模可再生能源发电机组并入电网，为电网频率稳定带来了巨大挑战，尤其是风电机组，其频繁的出力波动和投运退出，导致发电出力和电力负荷的动态不平衡，引起电网频率波动。火电机组的调频响应速度慢，一般一次调频响应时间在10S-30S之间，二次调频时响应时间为1-2分钟。同时，火电机组的调频爬坡速度慢，一般为每分钟3％额定负荷。目前常常采用锂离子电池储能电站联合火电机组调频，其响应速度大幅度提高，达到毫秒级，同时可以双向调节。但是，目前的火电机组-储能电站联合调频装置的储能电池在电网频率频繁地波动时，储能电站频繁地进行双向运动，即充电-放电-充电-放电，这种频繁地充电-放电方向转换会导致储能电池寿命快速衰减，严重影响整个系统的经济性和可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种发电机组的储能调频装置及系统，以至少解决上述技术问题之一。基于本公开的第一方面，提供了一种发电机组的储能调频装置，包括：第一储能单元和第二储能单元，均连接至所述发电机组的输出母线，用于与所述输出母线交换电能；控制单元，与所述第一储能单元和所述第二储能单元通信，用于根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，以使得所述电网频率维持在预设范围。可选地，所述控制单元还用于根据所述第一储能单元和/或所述第二储能单元的荷电状态，切换所述第一储能单元和所述第二储能单元的工作模式。可选地，所述根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，包括：响应于所述电网频率大于或等于第一预设频率，控制所述第一储能单元在第一时间以充电模式工作；响应于所述电网频率小于或等于第二预设频率，控制所述第二储能单元在第二时间以放电模式工作，其中，所述第二时间与所述第一时间不同，所述第二预设频率小于所述第一预设频率。可选地，根据所述第一储能单元和/或所述第二储能单元的荷电状态，切换所述第一储能单元和所述第二储能单元的工作模式，包括：响应于所述第一储能单元和/或所述第二储能单元的荷电状态超过预设荷电范围，将所述第一储能单元的工作模式切换为放电模式以及将所述第二储能单元的工作模式切换为充电模式；其中，所述根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，包括：响应于所述电网频率大于或等于所述第一预设频率，控制所述第二储能单元在第三时间以充电模式工作；响应于所述电网频率小于或等于所述第二预设频率，控制所述第一储能单元在第四时间以放电模式工作，其中，所述第四时间与所述第三时间不同。可选地，所述第一储能单元包括第一电池组和第一双向功率变换器，所述第一电池组通过所述第一双向功率变换器连接至所述输出母线；所述第二储能单元包括第二电池组和第二双向功率变换器，所述第二电池组通过所述第二双向功率变换器连接至所述输出母线；所述控制单元与所述第一双向功率变换器和所述第二双向功率变换器进行通信，以控制所述第一储能单元和所述第二储能单元的工作模式。可选地，所述预设范围包括大于所述第二预设频率且小于所述第一预设频率。可选地，所述预设荷电范围包括：小于或等于额定容量的第一比例以及大于或等于额定容量的第二比例，其中，第一比例大于第二比例。可选地，所述装置还包括：高压母线，连接至所述第一储能单元和所述第二储能单元的交流侧；变压器，连接于所述输出母线和所述高压母线之间，用于所述输出母线的电压与所述高压母线的电压之间的电压转换。基于本公开的第二方面，提供了一种发电机组的储能调频系统，包括：发电机组，用于通过输出母线向电网供电；根据第一方面所述的发电机组的储能调频装置，与所述输出母线连接，用于与所述输出母线交换电能以将所述电网的电网频率维持在预设范围。可选地，所述发电机组包括如下至少一种：火电机组、水电机组、风电机组、或太阳能机组。从上面所述可以看出，本公开提供的发电机组的储能调频装置及系统，通过第一储能单元和第二储能单元在不同时间分别进行充电和放电，从而在进行电网调频时大幅度减少了电池的充电-放电换向次数，显著提升了电池使用寿命，提高了项目的经济性和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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公开的实施例，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为根据本公开实施例的发电机组的储能调频装置的示意性框图；图2为根据本公开实施例的发电机组的储能调频装置的示意性示例；图3为传统的储能调频装置和根据本公开实施例的储能调频装置的储能单元电量对比的示意图；图4为传统的储能调频装置和根据本公开实施例的储能调频装置的储能单元电量对比的另一示意图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。传统的基于发电机组-储能电站的调频装置中，储能电站的储能电池组采用整体单向动作，即在电网频率超过一定范围时，全部储能电池组接收到相应的指令后开始储存电能；在电网频率低于一定范围时，全部储能电池组接收到相应的指令开始释放电能。实际运行中，电网频率可能会频繁地在50Hz上下波动，这就导致储能电池频繁地进行电-放电的双向运动，且间隔时间仅仅数分钟。而频繁地充电-放电方向转换会导致储能电池寿命快速衰减，严重影响项目的经济性和可靠性。基于上述考虑，本公开实施例提供了一种发电机组的储能调频装置。参见图1，图1示出了根据本公开实施例的发电机组的储能调频装置的示意性框图。如图1所示，发电机组的储能调频装置，包括：第一储能单元110和第二储能单元120，均连接至所述发电机组130的输出母线140，用于与所述输出母线140交换电能；控制单元150，与所述第一储能单元110和所述第二储能单元120通信，用于根据电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机组的储能调频装置，包括：/n第一储能单元和第二储能单元，均连接至所述发电机组的输出母线，用于与所述输出母线交换电能；/n控制单元，与所述第一储能单元和所述第二储能单元通信，用于根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，以使得所述电网频率维持在预设范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种发电机组的储能调频装置，包括：
第一储能单元和第二储能单元，均连接至所述发电机组的输出母线，用于与所述输出母线交换电能；
控制单元，与所述第一储能单元和所述第二储能单元通信，用于根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，以使得所述电网频率维持在预设范围。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元还用于根据所述第一储能单元和/或所述第二储能单元的荷电状态，切换所述第一储能单元和所述第二储能单元的工作模式。


3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，包括：
响应于所述电网频率大于或等于第一预设频率，控制所述第一储能单元在第一时间以充电模式工作；
响应于所述电网频率小于或等于第二预设频率，控制所述第二储能单元在第二时间以放电模式工作，其中，所述第二时间与所述第一时间不同，所述第二预设频率小于所述第一预设频率。


4.根据权利要求3所述的装置，其中，根据所述第一储能单元和/或所述第二储能单元的荷电状态，切换所述第一储能单元和所述第二储能单元的工作模式，包括：
响应于所述第一储能单元和/或所述第二储能单元的荷电状态超过预设荷电范围，将所述第一储能单元的工作模式切换为放电模式以及将所述第二储能单元的工作模式切换为充电模式；
其中，所述根据电网频率控制所述第一储能单元和所述第二储能单元以不同的工作模式非同时地工作，包括：
响应于所述电网频率大于或等于所述第一预设频率，控制所述第二储能单元在第三时间以充电模式工作；
响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗常海，李施玥，孙奉昌，邓晓川，于东洋，王政，吴嘉骅，张志超，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司北京分公司，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11