[发明专利]一种应用于电网调峰和调频的高压飞轮联合化学电池储能系统

说明书

本发明公开了一种应用于电网调峰和调频的高压飞轮联合化学电池储能系统，属于电网调峰和调频领域，该系统包括国家电网、存储电能的飞轮电池控制单元、存储电能的化学电池控制单元、用于监控国家电网需求状态并控制飞轮电池单元和化学电池控制单元的主控制系统，国家电网根据峰值需求状态发出控制信号至主控制系统，飞轮电池控制单元接收主控制系统的控制信号向国家电网进行电能充放和调频，化学电池控制单元接收主控制系统的控制信号向国家电网进行电能充放，主控制系统通过对飞轮电池单元的控制可以实现调峰和调频，通过对化学电池单元的控制可以实现深度调峰，同时由于其蓄电能的特点，可将多余的电能储存起来用于电网波峰时段的电能补充。

技术领域

本发明涉及电网调峰和调频技术领域，尤其涉及一种应用于电网调峰和调频高压飞轮联合化学电池储能系统。

背景技术

近年以来，随着电网负荷结构的显著变化以及电网装机容量迅速增长，电网日常运行中负荷的峰谷差日益增大，同时电网弃风消纳的能力不足。调峰困难已成为电网运行中最为突出的问题。

目前电网调峰主要依靠电蓄热锅炉和电极锅炉储能调峰技术等来实现，是将电能转化为热能的不可逆调峰过程，此类技术虽然能达到调峰的目的，但是受技术本身限制，存在设备占地面积大、建造维护成本高和严重能源浪费等缺点，当电网再次需要用电是无法满足峰值要求。

发明内容

根据目前电网调峰主要依靠电蓄热锅炉和电极锅炉储能调峰技术等来实现，是将电能转化为热能的不可逆调峰过程，此类技术虽然能达到调峰的目的，但是受技术本身限制，存在设备占地面积大、建造维护成本高和严重能源浪费等缺点，当电网再次需要用电是无法满足峰值要求，本发明公开了一种应用于电网调峰和调频高压飞轮联合化学电池储能系统，包括：国家电网、存储电能的飞轮电池控制单元、存储电能的化学电池控制单元、用于监控国家电网需求状态并控制飞轮电池单元和化学电池控制单元的主控制系统；

所述国家电网根据峰值需求状态发出控制信号至所述主控制系统；

所述飞轮电池控制单元接收所述主控制系统的控制信号向所述国家电网进行调峰和调频；

所述化学电池控制单元接收所述主控制系统的控制信号向所述国家电网进行深度调峰；

所述飞轮电池控制单元包括控制器c、AC滤波器、AC/DC/AC双向变流器a和飞轮电池，所述AC滤波器一端通过三相交流电与国家电网相连接，所述AC滤波器的另一端与AC/DC/AC双向变流器a相连接，所述AC/DC/AC双向变流器a的另一端与所述飞轮电池相连接，通过所述控制器c与所述AC/DC/AC双向变流器a和飞轮电池相连接；

所述飞轮电池包括电机主轴和电机定子；所述电机定子通过三相交流电与所述AC/DC/AC双向变流器a相连接，所述飞轮电池在电机主轴端与控制器c相连接；

所述化学电池控制单元包括控制器d、AC/DC/AC双向变流器b和化学电池，所述AC/DC/AC双向变流器b一端通过三相交流电与国家电网相连接，所述AC/DC/AC双向变流器b另一端与化学电池相连接，所述控制器d与AC/DC/AC双向变流器b和化学电池相连接；

所述主控制系统与控制器c和控制器d相连接；

工作状态下：所述主控制系统接收国家电网用电能需求指令，主控制系统控制飞轮电池控制单元和化学电池控制单元释放电能给国家电网补充；所述主控制系统接收到国家电网电能超负荷指令，所述主控制系统将国家电网多余的电能转移给飞轮电池控制单元和化学电池控制单元储存；

上述控制过程实现了飞轮电池控制单元对国家电网的调峰和调频控制，实现了化学电池控制单元对国家电网的深度调峰控制。