[发明专利]一种利用飞轮电池联合化学电池参与火电厂深度调峰和调频系统

说明书

本发明公开了一种利用飞轮电池联合化学电池参与火电厂深度调峰和调频系统，属于火电厂调峰和调频技术领域；该系统包括火电厂发电机组、发电机、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单元的主控制系统，火电厂发电机组与发电机相连接，主控制系统接收火电厂发电机组电能需求信号，主控制系统将电能需求信号传递给飞轮电池控制单元和化学电池控制单元，飞轮电池控制单元和化学电池控制单元将电能传递给国家电网和发电机，通过对飞轮电池控制单元和化学电池控制单元的控制可以实现调峰和调频，同时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

本发明涉及火电厂调峰和调频技术领域，尤其涉及一种利用飞轮电池联合化学电池参与火电厂深度调峰和调频系统。

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。热电联产机组“以热定电”方式运行，调峰能力有限。调峰困难已成为电网运行中最为突出的问题。电网调峰与火电机组供热之间的矛盾处理不好，可能影响居民冬季供暖安全，关系民生。为了满足电网调峰需求，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，深度调峰势在必行。

目前电厂内部调峰主要依靠机组减负荷调峰和电蓄热锅炉辅助调峰技术等来实现，此类技术虽然能达到调峰的目的，但是受区域大面积供热负荷和技术本身限制，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，无法达到最优的深度调峰效果，并且无法实现调峰、调频和供电有机的结合。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种利用飞轮电池联合化学电池参与火电厂深度调峰和调频系统，包括：火电厂发电机组、发电机、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所述飞轮电池单元和所述化学电池单元的主控制系统；

所述火电厂发电机组与发电机相连接；

所述主控制系统一端与所述火电厂发电机组连接；

所述主控制系统另一端与所述飞轮电池控制单元的一端和化学电池控制单元的一端相连接；

所述飞轮电池控制单元另一端和化学电池控制单元另一端分别与国家电网相连接；

所述飞轮电池控制单元另一端和化学电池控制单元另一端分别与发电机相连接；

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发电机和国家电网相连接，所述AC滤波器另一端与AC/DC/AC双向变流器a一端相连接，所述AC/DC/AC双向变流器a另一端与飞轮电池相连接，通过所述控制器c与AC/DC/AC双向变流器a和飞轮电池相连接；

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发电机和国家电网相连接，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：当国家电网电能超负荷时，所述所述主控制系统控制火电厂将电能传递给飞轮电池控制单元和化学电池控制单元进行存储；当国家电网需求电能时，所述所述主控制系统控制飞轮电池控制单元和化学电池控制单元将电能释放给国家电网进行补充；

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。

进一步地，所述飞轮电池采用高压飞轮电池，所述高压飞轮电为电压范围1KV-10KV。