一种火电厂用中压直流储能系统技术方案

本申请提出一种火电厂用中压直流储能系统，所述系统包括：厂用交流单元和直流中压储能单元，所述厂用交流单元与所述直流中压储能单元相连；所述厂用交流单元包括双向PCS换流器，所述厂用交流单元用于通过双向PCS换流器与所述直流中压储能单元进行功率交换；所述直流中压储能单元包括电化学储能电池，所述直流中压储能单元包括电化学储能电池、厂用变频逆变驱动器、给水泵及变频大型风机并网开关和给水泵及变频大型风机。本申请的技术方案，利用电化学储能蓄电池参与机组响应AGC调频，且所述火电厂用中压直流储能系统还带有厂用变频给水泵及变频大型风机，无需变频装置中的整流驱动环节，简化了变频设备，提高了火电厂用中压直流储能系统供电可靠性。压直流储能系统供电可靠性。压直流储能系统供电可靠性。

A medium voltage DC energy storage system for thermal power plants

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂用中压直流储能系统


[0001]本申请涉及中压直流储能
，尤其涉及一种火电厂用中压直流储能系统。

技术介绍

[0002]目前大型火电机组厂用电系统典型设计都是通过发电机出口分接出高厂变，设厂用高压母线系统，200kW以上厂用动力从厂用高压母线引接，为降低厂用电率，通常用电负荷最大的给水泵设置汽动泵进行转速调节，大型风机兼顾投资和节能经济型一般选择动叶可调方式进行负荷调节，低压动力的负荷调节一般选择变频调节。储能系统响应速度快，短时功率吞吐能力强，调节灵活，可在毫秒至秒内实现满功率输出，在额定功率内精确控制。相关研究表明，持续充/放电时间为15min的储能系统，其调频效率是水电机组的1.4倍、燃气机组的2.2倍、燃煤机组的24倍。但是现有储能系统与常规火电电源相结合的火电厂用系统功率交换不够灵活且调频能力低，使得能耗较大和供电稳定性差。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种火电厂用中压直流储能系统，以至少解决相关技术中能耗较大和供电稳定性差的技术问题。
[0004]本申请第一方面实施例提出一种火电厂用中压直流储能系统，所述系统包括：厂用交流单元和直流中压储能单元，所述厂用交流单元与所述直流中压储能单元相连；所述厂用交流单元包括双向储能系统（Power Conversion System，PCS）换流器，所述厂用交流单元用于通过所述双向PCS换流器与所述直流中压储能单元进行功率交换；所述直流中压储能单元包括电化学储能电池，所述直流中压储能单元用于根据电网的AGC频率调节指令进行充放电；其中，所述直流中压储能单元还包括：厂用变频逆变驱动器、给水泵及变频大型风机并网开关和给水泵及变频大型风机；所述给水泵及变频大型风机通过所述给水泵及变频大型风机并网开关连接所述厂用变频逆变驱动器。
[0005]优选的，所述厂用交流单元还包括：分裂绕组变压器、交流厂用第一母线、交流厂用第二母线、厂用交流
‑
厂用直流联络开关和双绕组变压器；所述分裂绕组变压器的高压侧连接发电机，所述分裂绕组变压器的低压侧分别连接所述交流厂用第一母线、所述交流厂用第二母线；所述双绕组变压器通过所述厂用交流
‑
厂用直流联络开关连接所述交流厂用第一母线；所述双绕组变压器连接所述双向PCS换流器。
[0006]优选的，所述厂用交流单元还包括：交流负荷开关和厂用交流负荷；所述厂用交流负荷通过所述交流负荷开关连接所述交流厂用第一母线。
[0007]进一步的，所述直流中压储能单元还包括：中压直流母线、储能蓄电池并网直流断
路器和储能DC
‑
DC换流器；所述储能DC
‑
DC换流器的一端通过所述储能蓄电池并网直流断路器连接所述中压直流母线；所述储能DC
‑
DC换流器的另一端连接所述电化学储能电池。
[0008]进一步的，所述直流中压储能单元还包括：直流负荷断路器和直流负荷；所述直流负荷通过所述直流负荷断路器连接所述中压直流母线。
[0009]进一步的，所述直流中压储能单元还包括：厂用变频逆变驱动器、给水泵及变频大型风机并网开关和给水泵及变频大型风机；所述给水泵及变频大型风机通过所述给水泵及变频大型风机并网开关连接所述厂用变频逆变驱动器。
[0010]进一步的，当所述电化学储能电池充电时，所述储能DC
‑
DC换流器工作于boost状态；当所述电化学储能电池放电时，所述储能DC
‑
DC换流器工作于buck状态。
[0011]进一步的，所述双向PCS换流器，用于功率双向传输，响应频率下降
‑
升负荷指令和频率上升
‑
降负荷指令。
[0012]进一步的，所述厂用交流单元，还用于在火电机组接到电网频率上升
‑
降负荷指令时，通过所述双向PCS换流器及所述储能DC
‑
DC换流器向所述电化学储能电池充电，其中，所述双向PCS换流器工作于整流状态。
[0013]进一步的，所述厂用交流单元，还用于在火电机组接到电网频率下降
‑
升负荷指令时，通过所述双向PCS换流器及所述储能DC
‑
DC换流器向所述厂用交流单元传输电能，其中，所述双向PCS换流器工作于逆变状态。
[0014]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请提出了一种火电厂用中压直流储能系统，包括：厂用交流单元和直流中压储能单元，所述厂用交流单元与所述直流中压储能单元相连；所述厂用交流单元包括双向PCS换流器，所述厂用交流单元用于通过所述双向PCS换流器与所述直流中压储能单元进行功率交换；所述直流中压储能单元包括电化学储能电池，所述直流中压储能单元包括电化学储能电池，所述直流中压储能单元用于根据电网的自动发电量控制（Automatic Generation Control，AGC）频率调节指令进行充放电；其中，所述直流中压储能单元还包括：厂用变频逆变驱动器、给水泵及变频大型风机并网开关和给水泵及变频大型风机；所述给水泵及变频大型风机通过所述给水泵及变频大型风机并网开关连接所述厂用变频逆变驱动器。本申利用直流中压储能单元参与机组响应AGC调频，同时所述火电厂用中压直流储能系统还带有厂用变频给水泵及变频大型风机，无需变频装置中的整流驱动环节，简化了变频设备，提高了火电厂用中压直流储能系统的调频能力和功率交换的灵活性，进而降低了能耗，同时提高了火电厂用中压直流储能系统的供电稳定性。
[0015]本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0016]本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变
得明显和容易理解，其中：图1为根据本申请一个实施例提供的一种火电厂用中压直流储能系统的框图；图2为根据本申请一个实施例提供的直流中压储能单元的结构示意图；图3为根据本申请一个实施例提供的厂用交流单元的结构示意图；图4为根据本申请一个实施例提供的火电厂用中压直流储能系统的结构示意图；附图标记说明：厂用交流单元1、直流中压储能单元2、双向PCS换流器1
‑
1、分裂绕组变压器1
‑
2、交流厂用第一母线1
‑
3、交流厂用第二母线1
‑
4、厂用交流
‑
厂用直流联络开关1
‑
5、双绕组变压器1
‑
6、交流负荷开关1
‑
7、厂用交流负荷1
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8、电化学储能电池2
‑
1、中压直流母线2
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2、储能蓄电池并网直流断路器2
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3、储能DC
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DC换流器2
‑
4、直流负荷断路器2
‑
5、直流负荷2
‑
6、厂用变频逆变驱动器2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电厂用中压直流储能系统，其特征在于，包括：厂用交流单元和直流中压储能单元，所述厂用交流单元与所述直流中压储能单元相连；所述厂用交流单元包括双向PCS换流器，所述厂用交流单元用于通过所述双向PCS换流器与所述直流中压储能单元进行功率交换；所述直流中压储能单元包括电化学储能电池，所述直流中压储能单元用于根据电网的AGC频率调节指令进行充放电；其中，所述直流中压储能单元还包括：厂用变频逆变驱动器、给水泵及变频大型风机并网开关和给水泵及变频大型风机；所述给水泵及变频大型风机通过所述给水泵及变频大型风机并网开关连接所述厂用变频逆变驱动器。2.如权利要求1所述的火电厂用中压直流储能系统，其特征在于，所述厂用交流单元还包括：分裂绕组变压器、交流厂用第一母线、交流厂用第二母线、厂用交流
‑
厂用直流联络开关和双绕组变压器；所述分裂绕组变压器的高压侧连接发电机，所述分裂绕组变压器的低压侧分别连接所述交流厂用第一母线、所述交流厂用第二母线；所述双绕组变压器通过所述厂用交流
‑
厂用直流联络开关连接所述交流厂用第一母线；所述双绕组变压器连接所述双向PCS换流器。3.如权利要求2所述的火电厂用中压直流储能系统，其特征在于，所述厂用交流单元还包括：交流负荷开关和厂用交流负荷；所述厂用交流负荷通过所述交流负荷开关连接所述交流厂用第一母线。4.如权利要求2所述的火电厂用中压直流储能系统，其特征在于，所述直流中压储能单元还包括：中压直流母线、储能蓄电池并网直流断路器和储能DC
‑
DC换流器；所述储能DC
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DC换...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沛豪，孙钢虎，兀鹏越，李阳，寇水潮，柴琦，王小辉，高峰，梁舒婷，薛晓峰，林开俊，林怡玢，张宗桢，庄淑熙，张晨曦，
申请(专利权)人：华能罗源发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：