斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法及系统，涉及重力储能技术领域包括构建斜坡式重力储能系统；使斜坡式重力储能系统的有功功率快速跟踪电网功率指令；使斜坡式重力储能系统输出的有功功率连续调节。本发明专利技术提供的斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法通过功率协同控制模块对主斜坡牵引模块和辅助斜坡牵引模块进行控制，可以大幅加快斜坡式重力储能系统响应电网有功功率指令的速度。克服了传统重力储能系统有功功率离散化问题，使系统准确地响应电网功率指令，实现斜坡式重力储能系统有功功率的连续调节，本发明专利技术在响应时间、功率调节精度和克服离散化方面都取得更加良好的效果。服离散化方面都取得更加良好的效果。服离散化方面都取得更加良好的效果。

【技术实现步骤摘要】
斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法及系统


[0001]本专利技术涉及重力储能
，表示为斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法。

技术介绍

[0002]可再生能源输出电力不稳定，具有波动大、随机性等特点，容易给电网的平稳运行造成问题。储能系统可以在电网负荷处于高峰期时输出功率，负荷处于谷值期时吸收功率，缩小系统的峰谷差，平滑负荷曲线，从而提升电网的可再生能源消纳能力，保障电网运行的灵活与稳定。目前的储能技术主要分为化学储能和物理储能。其中，物理储能的安全性较高。但是从建设条件来看，抽水蓄能、压缩空气储能等物理储能方式对地理环境和地质条件的要求相对较高。重力储能作为一种长时大容量储能，兼具高安全性、高效率、长寿命、短建设周期等优势。其中，斜坡式重力储能可选取合适的山体表面建设斜坡轨道，通过拖动质量块沿斜坡轨道上下滑动，实现重力势能与电能的相互转化。
[0003]传统斜坡式重力储能系统只建设主斜坡轨道，当系统接收到电网发出的调峰功率指令时，需要把多个质量块从上堆栈区或下堆栈区逐个运输到斜坡轨道上，再下滑进行发电或提升进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法，其特征在于，包括：构建斜坡式重力储能系统；使斜坡式重力储能系统的有功功率快速跟踪电网功率指令；使斜坡式重力储能系统输出的有功功率连续调节。2.如权利要求1所述的斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法，其特征在于：所述斜坡式重力储能系统包括主斜坡牵引模块和辅助斜坡牵引模块；所述主斜坡牵引模块包括主斜坡轨道、上堆栈区、下堆栈区、主牵引装置、齿轮箱和主牵引电机；所述主斜坡轨道位于山体斜坡表面，上堆栈区和下堆栈区分别位于主斜坡轨道顶端和底端；所述主斜坡轨道上的质量块通过抱索器与主牵引装置实现机械连接；所述主斜坡轨道顶端安装主牵引电机；主牵引电机转子与齿轮箱同轴机械连接，经齿轮箱拖动主牵引装置；主牵引电机定子绕组直接与电网连接；所述辅助斜坡牵引模块包括辅助斜坡轨道、辅助牵引装置、辅助牵引电机、机侧变流器和网侧变流器；所述辅助斜坡轨道位于山体斜坡表面；所述辅助斜坡轨道上放置有N个质量块，每个质量块都与辅助牵引装置连接；在辅助斜坡轨道顶端安装辅助牵引电机；辅助牵引电机转子直接与辅助牵引装置连接；辅助牵引电机定子绕组与机侧变流器连接，再经过网侧变流器接入交流电网。3.如权利要求2所述的斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法，其特征在于：所述斜坡式重力储能系统还包括功率协同控制模块；所述功率协同控制模块根据电网功率指令，计算重力储能系统内部进行控制的机械和电气量数值，对主斜坡牵引模块和辅助斜坡牵引模块发出控制指令，实现系统的功率快速响应与连续调节。4.如权利要求1所述的斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法，其特征在于：所述使斜坡式重力储能系统输出的有功功率快速跟踪电网功率指令包括发电工况下的功率快速响应；当斜坡式重力储能系统收到电网功率指令并进入发电工况时，功率协同控制模块对主斜坡牵引模块和辅助斜坡牵引模块进行功率协同控制，使斜坡式重力储能系统输出的有功功率快速跟踪电网功率指令包括功率协同控制模块根据电网功率指令P
peak
，结合辅助斜坡轨道中全部质量块的总质量，计算辅助牵引装置的下滑速度v
aux
，表示为：其中，N为辅助斜坡轨道上的质量块数量，m为单个质量块的质量，g为重力加速度，θ为斜坡坡度，μ为动摩擦系数，P
peak
为重力储能系统发出有功功率，v
aux
为质量块下滑；辅助斜坡牵引模块控制辅助斜坡轨道中全部质量块以速度v
aux
下滑，通过辅助牵引装置带动辅助牵引电机发电，使辅助斜坡牵引模块发出的有功功率P
aux
满足P
peak
＝P
aux
；
功率协同控制模块根据电网功率指令P
peak
，结合主斜坡轨道质量块的单体质量，计算主斜坡轨道上运行的质量块数量预设值n1，表示为：其中，v
main
为质量块下滑；主斜坡牵引模块控制上堆栈区质量块进入主斜坡轨道顶端并接入主牵引装置，以恒定速度v
main
沿主斜坡轨道下滑，带动主牵引电机发电，使主斜坡牵引模块输出的有功功率P
main
随质量块数量阶跃增加，直至质量块数量到达预设值n1；功率协同控制模块为维持P
peak
＝P
main
+P
aux
，对主斜坡牵引模块和辅助斜坡牵引模块进行功率协同控制，使辅助斜坡轨道质量块速度v
aux
不断降低，表示为：其中，n为主斜坡轨道上实时运行的质量块数量。5.如权利要求4所述的斜坡式重力储能系统功率快速响应与连续调节方法，其特征在于：所述使斜坡式重力储能系统输出的有功功率快速跟踪电网功率指令还包括储能工况下的功率快速响应；当斜坡式重力储能系统收到电网功率指令并进入储能工况时，功率协同控制模块对主斜坡牵引模块和辅助斜坡牵引模块进行功率协同控制，使斜坡式重力储能系统吸收有功功率快速跟踪电网功率指令包括功率协同控制模块根据电网功率指令P
peak
，结合辅助斜坡轨道中全部质量块的总质量，计算辅助牵引装置的上行速度v
aux
，表示为：其中，P
peak
为重力储能系统吸收有功功率，v
aux
为质量块上行；辅助斜坡牵引模块控制辅助斜坡轨道中全部质量块以速度v
aux
上行，使辅助斜坡牵引模块吸收的有功功率P
aux
满足P
peak
＝P
aux
；功率协同控制模块根据电网功率指令P
peak
，结合主斜坡轨道质量块的单体质量，计算主斜坡轨道上运行的质量块数量预设值n2，表示为：其中，v
main
为质量块上行；主斜坡牵引模块控制下堆栈区质量块进入主斜坡轨道底端并接入主牵引装置，在主牵引电机的带动下，以恒定速度v
main
沿主斜坡轨道上行，使主斜坡牵引模块吸收的有功功率为P
main
随质量块数量阶跃增加，直至质量块数量到达预设值n2；功率协同控制模块为维持P...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巨龙，李震，王斌，龙家焕，牟雪鹏，朱永清，钟承君，汪玉翔，刘大猛，罗晨，李奎，张兆丰，杨婕睿，张裕，陈思哲，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：