[发明专利]飞轮储能设备和发电机组联合供电系统及控制方法

说明书

本发明涉及联合供电技术领域，具体涉及一种飞轮储能设备和发电机组联合供电系统及控制方法。该系统包括发电机组、整流器、具有冲击性的负载以及飞轮储能设备。飞轮储能设备内的总控制器根据获取和处理数据信息，自动生成充放电控制指令并下发给每一个飞轮控制器控制飞轮储能单元的充放电状态，以维持整个系统稳定运行，由于飞轮储能设备具有充放电响应速度快、使用寿命长和安全性好等优点，本发明的系统及控制方法通过飞轮储能设备来平抑冲击性负载的波动，提高发电机组工作的稳定性和可靠性，延长发电机组的使用寿命，降低发电机组的容量和能耗，从而降低供电系统的成本。

技术领域

本发明涉及联合供电技术领域，具体涉及一种飞轮储能设备和发电机组联合供电系统及控制方法。

背景技术

发电机组作为一种能够提供稳定电力供应的成套发电设备，具有部署灵活、运输方便，便于操作和维护等特点，具有非常广泛的用途，特别是用于没有连接到电网的地方，或者在电网故障时用作应急电源。在需要采用发电机组供电的用电负荷中，有一类用电负荷为冲击性负荷，其功率波动范围很大且很频繁，突然加载负荷或者突然甩负荷，这种冲击性负荷对发电机组的运行稳定性影响很大，会导致发电机组的电压和频率大范围波动，严重时甚至会导致发电机组的保护停机。

要保证在带有冲击性负荷下发电机组仍能稳定运行，一般的方法是通过增大发电机组的容量来满足冲击性负荷的运行要求，发电机组的容量通常为冲击性负荷最大功率的三倍以上。但是采用这种方法也存在很多弊端，一是增大了发电机组设备的投资；二是发电机组长期在低于额定负荷的工况下运行，油耗高，经济性差；三是发电机组功率频繁波动，机组轴系扭矩冲击剧烈，影响轴系疲劳寿命。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的飞轮储能设备和发电机组联合供电系统及控制方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种飞轮储能设备和发电机组联合供电系统及控制方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明的一个方面提供了一种飞轮储能设备和发电机组联合供电系统，该系统包括：

至少一个负载，具有冲击性；

至少一个发电机组，用于输出交流电；

至少一个整流器，具有直流侧和交流侧，所述交流侧通过三相交流线与所述发电机组连接，所述直流侧通过直流母线与所述负载连接，所述整流器用于将所述交流侧输入的交流电进行变换后从直流侧输出直流电；

飞轮储能设备，连接在所述直流母线上，所述飞轮储能设备包括：分别与直流母线连接的总控制器和至少一个飞轮储能单元，每一个飞轮储能单元具有与所述总控制器通信连接的飞轮控制器，所述飞轮控制器用于获取并发送所述飞轮储能单元的运行数据给所述总控制器，所述总控制器用于获取并处理所述直流母线的电压、总负载电流和所述运行数据，根据处理结果自动生成控制指令，所述飞轮控制器接收所述控制指令对所述飞轮储能单元的充放电状态进行控制；

所述飞轮储能设备处于放电状态时，所述飞轮储能设备与所述发电机组共同为所述负载供电，所述飞轮储能设备处于充电状态时，由所述发电机组为所述负载和所述飞轮储能设备供电。

优选地，所述控制指令包括：充电指令、放电指令和停止充放电指令。

优选地，所述飞轮储能单元设有多个，多个飞轮储能单元分别与所述直流母线连接。

优选地，所述飞轮储能单元还包括依次连接的双向变流器、永磁同步电机以及飞轮本体，所述双向变流器与所述飞轮控制器通信连接，所述飞轮控制器根据接收的控制指令控制所述双向变流器的功率方向和大小。

优选地，所述总控制器通过电压传感器或外接采集终端获取所述直流母线的电压，所述总控制器通过电流传感器或外接采集终端获取总负载电流。