【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电网，具体涉及一种基于微电网的微型抽水蓄能系统及其控制方法。
技术介绍
1、微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。传统离网型微电网中，通常采用电化学储能电池作为储能单元，同时由于新能源电源出力的不稳定性，还需要增加一台柴油发电机作为备用电源。
2、传统微电网的储能设备配置有着明显的缺点：首先，电化学储能电池有很高的消防要求和环保回收要求，且电池易损坏，维护难度大，而微电网通常建设在远离大电网的偏远地区，因此需要一种既节能环保又安全可靠的新型储能方式。
3、在各种新型储能方式中，微型抽水蓄能系统是一种新概念，它不仅具备削峰填谷、黑启动等的抽水蓄能的常规功能，而且能够不受地形限制的建造，能够快速的启停、能够动态的跟踪功率指令，具有良好的适用性。在微电网中，微抽蓄机组可以替代电化学储能电池的全部功能，并且利用微抽蓄机组既可以作为发电机，又可以作为电动机的特点；传统微电网中，储能设备和备用电源(主要包括柴油发电机组)通常都是各自独立设置，作为备用电源的柴油发电机组在微电网中只起到临时辅助的作用，使用频率不高，使用功能单一，但柴油发电机组及其配套的线路工程购置成本却要百分百的付出，储能设备和备用电源各自独立设置的配置方式会影响微电网投资的经济性。
技术实现思路
1、本专利技术通过提供一种基于微电网的微型抽水蓄能系统及其控制方法，解决传统微电网中，储能设备和备用电源(主要包括柴油发电机组)通常都是各自独
2、本专利技术采用的技术方案是：一种基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：包括微电网单元、上水库、下水库和至少一组微抽蓄电站；
3、所述微抽蓄电站包括微抽蓄发电单元和微抽蓄电动单元；
4、所述微抽蓄发电单元包括发电机、柴油机组和第一水轮机，所述上水库和所述下水库均与所述第一水轮机连通，所述发电机的输入轴的一端与所述柴油机组的输出端连接，所述发电机的输入轴的另一端与所述第一水轮机的输出端连接；
5、所述微抽蓄电动单元包括电动机和第二水轮机，所述上水库和所述下水库均与所述第二水轮机连通，所述电动机的输出轴与所述第二水轮机的输入端连接；
6、所述发电机和所述电动机均与所述微电网单元电连接。
7、通过使所述发电机的输入轴的一端与所述柴油机组的输出端连接，所述发电机的输入轴的另一端与所述第一水轮机的输出端连接(也即所述发电机选用双轴电机)；使所述柴油机组和所述第一水轮机共用一台发电机，实现了对储能设备和备用电源的整合，能够有效的降低微电网投资的经济成本，解决了传统微电网中，储能设备和备用电源(主要包括柴油发电机组)通常都是各自独立设置，作为备用电源的柴油发电机组在微电网中只起到临时辅助的作用，使用频率不高，使用功能单一，但柴油发电机组及其配套的线路工程购置成本却要百分百的付出，储能设备和备用电源各自独立设置的配置方式会影响微电网投资的经济性的技术问题。
8、进一步的，所述发电机选用双馈发电机，所述电动机选用可调速异步电动机。
9、通过使所述发电机选用双馈发电机(同时也是双轴发电机)，使得所述发电机可以在所述第一水轮机的不同的转速下实现恒频、恒幅发电，满足用电负载和并网的要求；且相比传统的感应发电机，双馈发电机可以有效降低转子电阻，提高电能转换效率。这意味着在相同的条件下，双馈发电机可以产生更多的电力，从而提高了能源利用效率。
10、进一步的，所述发电机选用级联式无刷双馈发电机。
11、通过使所述发电机选用级联式无刷双馈发电机(同时也是双轴发电机)，使得所述发电机能够通过控制转子产生的电动势实现对机械转矩的调节，从而实现对所述发电机输出功率的精确控制。这种方式比传统的机械调整更加灵活、精确，使得级联式双馈发电机在需要精确控制输出功率的场合具有独特的优势。
12、进一步的，所述微电网单元包括微电网用电负荷中心、输电线路和微抽蓄箱变；
13、所述微抽蓄箱变通过高压断路器接入所述输电线路，所述输电线路的一端接入所述微电网用电负荷中心，所述发电机和所述电动机均与所述微抽蓄箱变电连接。
14、进一步的，所述基于微电网的微型抽水蓄能系统还包括可再生能源电站，所述可再生能源电站接入所述微电网单元并与所述微抽蓄电站联合运行。
15、进一步的，所述可再生能源电站包括光伏电站。
16、进一步的，所述可再生能源电站包括风力电站。
17、进一步的，所述基于微电网的微型抽水蓄能系统还包括能量管理模块，所述第一水轮机、所述微电网单元、所述可再生能源电站、所述柴油机组，以及连接在所述发电机的控制绕组上的变流器均与所述能量管理模块电连接；
18、所述能量管理模块用于接收来自所述微电网单元发送的微电网负荷功率信息，以及来自所述可再生能源电站发送的可再生能源输出功率信息；
19、所述能量管理模块还用于控制所述柴油机组和所述第一水轮机的启停、控制所述柴油机组和所述第一水轮机的转速，以及通过控制所述变流器，调节所述发电机的控制绕组的励磁电流。
20、通过设置所述能量管理模块搜集来自所述微电网单元发送的微电网负荷功率信息，以及来自所述可再生能源电站发送的可再生能源输出功率信息，即可获取整个所述基于微电网的微型抽水蓄能系统中所述微电网单元的功率缺口值，所述能量管理模块再根据所述微电网单元的功率缺口值，在所述微抽蓄发电单元通过所述柴油机组发电时，控制所述柴油机组的转速，以控制所述发电机的输出功率，使所述柴油机组运行在最佳燃油消耗范围内，在所述微抽蓄发电单元通过所述第一水轮机发电时，控制所述第一水轮机的转速，以控制所述发电机的输出功率，使所述第一水轮机的转速维持在最佳转速范围内，并控制连接在所述发电机的控制绕组上的变流器，调节所述发电机的控制绕组的励磁电流，使所述发电机的功率绕组向所述微电网单元输出频率恒定、幅值恒定的电压。
21、根据本专利技术所提供的基于微电网的微型抽水蓄能系统，本专利技术还提供了一种基于微电网的微型抽水蓄能系统的控制方法，包括以下步骤：
22、步骤1：能量管理模块根据接收到的微电网负荷功率信息和可再生能源输出功率信息，获得微电网单元的功率缺口信息；
23、步骤2：所述能量管理模块选取微抽蓄电站的柴油机组作为微电网单元的功率缺口的响应目标；
24、步骤3：所述能量管理模块控制所述柴油机组开启；
25、步骤4：所述能量管理模块根据所述功率缺口信息控制所述柴油机组的转速，以控制所述发电机的输出功率，使所述柴油机组运行在最佳燃油消耗范围内。
26、根据本专利技术所提供的基于微电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：包括微电网单元、上水库、下水库和至少一组微抽蓄电站；
2.根据权利要求1所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述发电机选用双馈发电机，所述电动机选用可调速异步电动机。
3.根据权利要求2所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述发电机选用级联式无刷双馈发电机。
4.根据权利要求1所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述微电网单元包括微电网用电负荷中心、输电线路和微抽蓄箱变；
5.根据权利要求2所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：还包括可再生能源电站，所述可再生能源电站接入所述微电网单元并与所述微抽蓄电站联合运行。
6.根据权利要求5所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述可再生能源电站包括光伏电站。
7.根据权利要求5所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述可再生能源电站包括风力电站。
8.根据权利要求5所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：还包括能量管理模块，所述第一
9.一种基于权利要求8所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种基于权利要求8所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：包括微电网单元、上水库、下水库和至少一组微抽蓄电站；
2.根据权利要求1所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述发电机选用双馈发电机，所述电动机选用可调速异步电动机。
3.根据权利要求2所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述发电机选用级联式无刷双馈发电机。
4.根据权利要求1所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：所述微电网单元包括微电网用电负荷中心、输电线路和微抽蓄箱变；
5.根据权利要求2所述的基于微电网的微型抽水蓄能系统，其特征在于：还包括可再生能源电站，所述可再生能源电站接入所述微电网单元并与所述微抽蓄电站联合运行。
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈昕，喻飞，何杰，张鹏，张旭，陈冲，张甜甜，苏毅，张涛，刘爽，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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