[发明专利]一种高惯量同步调相机装置

说明书

本发明公开了一种高惯量同步调相机装置，包括：齿轮组设备与同步调相机相连接，动力输出端与储能飞轮设备相连接，能够提高整个调相机装置的惯性时间常数；同步调相机并网后，当电网频率上升时，同步调相机的转子与通过所述齿轮组设备连接的储能飞轮设备的转速上升，从电网吸收的有功功率增加，实现抑制电网频率的上升；当电网频率下降时，同步调相机的转子与储能飞轮设备的转速下降，从电网吸收的有功功率降低或向电网送出有功功率，实现抑制电网频率的下降；其中，整个调相机装置的惯性时间常数越大，系统频率越稳定。本发明的装置既可以解决调相机惯性时间常数偏小的问题，同时可以成倍减少飞轮质量，实现减少投资费用，减小工程难度。

技术领域

本发明涉及电机与电器技术领域，并且更具体地，涉及一种高惯量同步调相机装置。

背景技术

新能源比例大幅提高的同时，电力系统电力电子化趋势日益加重，电力系统的电压支撑、惯量支撑和调频能力持续减弱，严重威胁电力系统的安全稳定运行。为此，2019年发布的GB 38755《电力系统安全稳定导则》要求新能源场站应向系统提供一定的短路容量和惯量支撑；同时要求新能源场站应提高调节能力，必要时应配置燃气电站、抽水蓄能电站、储能电站等调节资源及调相机、静止同步补偿器、静止无功补偿器等动态无功调节设备。

根据以往研究成果和国标要求，利用小型分布式调相机对新能源地区进行就地无功补偿和惯量支撑可望较好地解决新能源消纳和提升电网稳定水平问题，是当前主要技术方案之一。目前新型分布式调相机可以向系统提供4-5倍自身额定容量的短路容量，不过其惯性时间常数只有同容量发电机组的30％-50％，考虑到调相机容量通常只有配套新能源场站或分布式能源额定容量的25％，因此调相机对系统的惯性支撑能力相对匮乏。

传统调相机对新能源场站的惯量支撑能力有所欠缺。因此，需要一种高惯量的同步调相机装置。

发明内容

本发明提出一种高惯量同步调相机装置，以解决如何提高同步调相机的惯性时间常数的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高惯量同步调相机装置，所述装置包括：同步调相机、齿轮组设备和储能飞轮设备；其中，

所述齿轮组设备的动力输入端与所述同步调相机相连接，所述齿轮组设备的动力输出端与所述储能飞轮设备的动力输入端相连接，通过齿轮组设备能够提高整个调相机装置的惯性时间常数；所述同步调相机并网后，所述同步调相机本体转速取决于系统频率，转速不变，当电网频率上升时，所述同步调相机的转子与通过所述齿轮组设备连接的储能飞轮设备的转速上升，从电网吸收的有功功率增加，实现抑制电网频率的上升；当电网频率下降时，所述同步调相机的转子与通过所述齿轮组连接的储能飞轮设备的转速下降，从电网吸收的有功功率降低或向电网送出有功功率，实现抑制电网频率的下降。

优选地，其中所述储能飞轮设备置于真空箱体内。

优选地，其中所述齿轮组设备，包括：输入轴、齿轮组和输出轴；其中，所述输入轴的一端与所述调相机相连接，另一端与齿轮组的一端相连接；所述齿轮组的另一端与所述输出轴的一端相连接；所述输出轴的另一端与所述储能飞轮设备相连接。

优选地，其中所述齿轮组包括：第一齿轮和第二齿轮；其中，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合；所述第一齿轮与所述输入轴同轴连接，所述第二齿轮与所述输出轴同轴连接。

优选地，其中所述第一齿轮与第二齿轮的传动比大于1。

优选地，其中所述齿轮组设备，还包括：固定保护箱体，所述输入轴、齿轮组和输出轴设置于所述固定保护箱体内。

优选地，其中所述固定保护箱体与所述输入轴和输入轴之间均设置有轴承。

优选地，其中所述装置还包括：支撑底座，用于支撑所述储能飞轮设备。