一种飞轮储能调频系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种飞轮储能调频系统，包括：两个发电机组、两个飞轮储能单元、以及四个断路器；第一飞轮储能单元分别与第一断路器的第一端和第二断路器的第一端连接；第一断路器的第二端与第一发电机组连接；第二断路器的第二端与第二发电机组连接；第二飞轮储能单元分别与第三断路器的第一端和第四断路器的第一端连接；第三断路器的第二端与第一发电机组连接；第四断路器的第二端与第二发电机组连接。本实用新型专利技术公开的系统，通过设置断路器，使得两个储能单元可以分别辅助第一发电机组或第二发电机组参与到频率调节中，也可以作为一个整体参与到任一台机组频率调节中，克服了现有技术中设备利用率较低且泛用性较差的缺陷。有技术中设备利用率较低且泛用性较差的缺陷。有技术中设备利用率较低且泛用性较差的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种飞轮储能调频系统


[0001]本技术涉及电网储能
，具体涉及一种飞轮储能调频系统。

技术介绍

[0002]随着风电和光伏的并网量增加、互联电网的快速发展、大容量发电和远距离输电，使得电力系统的调频任务更加繁重。目前中国调频电源主要是火电机组与水电机组，工作原理是通过调整机组有功出力，跟踪系统频率变化。但是火电机组通常存在响应时滞长，机组爬坡速率低等问题，无法准确跟踪电网调度指令，暴露出调节时间延迟、调节偏差和调节反向等现象，火电机组频繁的变换功率运行，对机组设备疲劳和磨损有一定的加重，影响机组运行寿命。基于火电机组存在的问题，飞轮储能系统逐渐成为电力系统主要的调频方式。且飞轮储能系统作为我国能源变革关键技术支撑之一的大规模储能技术，因为其可以为电网提供调峰、调频、应急响应等多种辅助服务，近年来受到了业内的广泛关注。
[0003]现有的一次调频技术中，一般将飞轮储能系统与发电机组一一对应，每个飞轮储能系统仅调整一个发电机组的频率，在某些情况下，可会能出现多个飞轮储能系统闲置或飞轮储能系统调频能力不足的情况，存在设备利用率较低且泛用性较差的缺陷。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中设备利用率较低且泛用性较差的缺陷，从而提供一种飞轮储能调频系统。
[0005]根据第一方面，本技术公开了一种飞轮储能调频系统，包括：第一发电机组、第二发电机组、第一飞轮储能单元、第二飞轮储能单元、第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器；所述第一飞轮储能单元分别与所述第一断路器的第一端和所述第二断路器的第一端连接；所述第一断路器的第二端与所述第一发电机组连接；所述第二断路器的第二端与所述第二发电机组连接；所述第二飞轮储能单元分别与所述第三断路器的第一端和所述第四断路器的第一端连接；所述第三断路器的第二端与所述第一发电机组连接；所述第四断路器的第二端与所述第二发电机组连接。
[0006]可选地，所述第一发电机组包括：第一发电机和第一主变压器；所述第一发电机与所述第一主变压器连接；所述第一发电机与所述第一断路器的第二端连接；所述第一发电机与所述第三断路器的第二端连接。
[0007]可选地，所述第二发电机组包括：第二发电机和第二主变压器；所述第二发电机与所述第二主变压器连接；所述第二发电机与所述第二断路器的第二端连接；所述第二发电机与所述第四断路器的第二端连接。
[0008]可选地，所述第一飞轮储能单元包括：第一飞轮储能升压装置、第一飞轮储能装置和第一隔离开关；所述第一飞轮储能升压装置与所述第一隔离开关的第一端连接；所述第一隔离开关的第二端与所述第一飞轮储能装置连接。
[0009]可选地，所述第一飞轮储能升压装置包括：第一汇流母线、第一交直流换流器、第
二交直流换流器、第一滤波电容、第二滤波电容和第一高频变压器；所述第一交直流换流器的交流端与所述第一隔离开关的第一端连接，所述第一交直流换流器的直流端与所述第一滤波电容的输入端连接；所述第一滤波电容的输出端与所述第一高频变压器的低压端连接；所述第一高频变压器的高压端与所述第二滤波电容的输入端连接；所述第二滤波电容的输出端与所述第二交直流换流器的直流端连接；所述第二交直流换流器的交流端与所述第一汇流母线连接；所述第一汇流母线分别与所述第一断路器的第一端和所述第二断路器的第一端连接。
[0010]可选地，所述第一飞轮储能装置包括：第一交交换流器和第一飞轮储能设备；所述第一飞轮储能设备与所述第一交交换流器的第一端连接；所述第一交交换流器的第二端与所述第一隔离开关的第二端连接。
[0011]可选地，所述第二飞轮储能单元包括：第二飞轮储能升压装置、第二飞轮储能装置和第二隔离开关；所述第二飞轮储能升压装置与所述第二隔离开关的第一端连接；所述第二隔离开关的第二端与所述第二飞轮储能装置连接。
[0012]可选地，所述第二飞轮储能升压装置包括：第二汇流母线、第三交直流换流器、第四交直流换流器、第三滤波电容、第四滤波电容和第二高频变压器；所述第三交直流换流器的交流端与所述第二隔离开关的第一端连接，所述第三交直流换流器的直流端与所述第三滤波电容的输入端连接；所述第三滤波电容的输出端与所述第二高频变压器的低压端连接；所述第二高频变压器的高压端与所述第四滤波电容的输入端连接；所述第四滤波电容的输出端与所述第四交直流换流器的直流端连接；所述第四交直流换流器的交流端与所述第二汇流母线连接；所述第二汇流母线分别与所述第三断路器的第一端和所述第四断路器的第一端连接。
[0013]可选地，所述第二飞轮储能装置包括：第二交交换流器和第二飞轮储能设备；所述第二飞轮储能设备与所述第二交交换流器的第一端连接；所述第二交交换流器的第二端与所述第二隔离开关的第二端连接。
[0014]本技术技术方案，具有如下优点：
[0015]1.本技术公开的飞轮储能调频系统，通过设置断路器，使得两个储能单元可以分别辅助第一发电机组或第二发电机组参与到频率调节中，也可以作为一个整体参与到任一台机组频率调节中，克服了现有技术中设备利用率较低且泛用性较差的缺陷。
[0016]2.本技术公开的飞轮储能调频系统，通过采取直挂形式设置飞轮储能升压装置，在响应机组一次调频工况中，功率变化相较于传统工频变压器更加快速、准确，可以更好发挥飞轮储能短时大功率充放电特性，辅助火电机组进行一次高频功率调频。通过设置滤波电容，可以实现端口间的故障隔离，控制方式灵活。通过设置高频变压器，占地体积相较于工频变压器大幅度缩小，无需配置继电保护相关一次、二次设备，更适用于飞轮储能辅助火电机组进行一次调频的工况。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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。
[0018]图1为本技术实施例中飞轮储能调频系统的一个具体示例的原理框图；
[0019]图2为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；
[0020]图3为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；
[0021]图4为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；
[0022]图5为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；
[0023]图6为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；
[0024]图7为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；
[0025]图8为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；
[0026]图9为本技术实施例中飞轮储能调频系统的另一个具体示例的原理框图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞轮储能调频系统，其特征在于，包括：第一发电机组、第二发电机组、第一飞轮储能单元、第二飞轮储能单元、第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器；所述第一飞轮储能单元分别与所述第一断路器的第一端和所述第二断路器的第一端连接；所述第一断路器的第二端与所述第一发电机组连接；所述第二断路器的第二端与所述第二发电机组连接；所述第二飞轮储能单元分别与所述第三断路器的第一端和所述第四断路器的第一端连接；所述第三断路器的第二端与所述第一发电机组连接；所述第四断路器的第二端与所述第二发电机组连接。2.根据权利要求1所述的飞轮储能调频系统，其特征在于，所述第一发电机组包括：第一发电机和第一主变压器；所述第一发电机与所述第一主变压器连接；所述第一发电机与所述第一断路器的第二端连接；所述第一发电机与所述第三断路器的第二端连接。3.根据权利要求1所述的飞轮储能调频系统，其特征在于，所述第二发电机组包括：第二发电机和第二主变压器；所述第二发电机与所述第二主变压器连接；所述第二发电机与所述第二断路器的第二端连接；所述第二发电机与所述第四断路器的第二端连接。4.根据权利要求1所述的飞轮储能调频系统，其特征在于，所述第一飞轮储能单元包括：第一飞轮储能升压装置、第一飞轮储能装置和第一隔离开关；所述第一飞轮储能升压装置与所述第一隔离开关的第一端连接；所述第一隔离开关的第二端与所述第一飞轮储能装置连接。5.根据权利要求4所述的飞轮储能调频系统，其特征在于，所述第一飞轮储能升压装置包括：第一汇流母线、第一交直流换流器、第二交直流换流器、第一滤波电容、第二滤波电容和第一高频变压器；所述第一交直流换流器的交流端与所述第一隔离开关的第一端连接，所述第一交直流换流器的直流端与所述第一滤波电容的输入端连接；所述第一滤波电容的输出端与所述第一高频变压器的低压端连接；所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：云昌锋，冯国强，周自林，陈才程，蔡琼辉，
申请(专利权)人：华能洋浦热电有限公司，
类型：新型
国别省市：