[发明专利]一种基于液力耦合的储能调相机装置

说明书

本发明公开了一种基于液力耦合的储能调相机装置，包括：液力耦合器设备的动力输入端与同步调相机相连接，动力输出端与储能飞轮设备的动力输入端相连接；其中，所述同步调相机通过与液力耦合器设备连接的储能飞轮设备能够提高整个调相机装置的惯性时间常数，实现保持系统频率稳定；同时，当电网频率升高时，所述储能飞轮设备能够通过液力耦合器设备使储能飞轮升速，使整个装置从电网吸收有功功率上升；当电网频率下降时，所述储能飞轮设备能够通过液力耦合器设备使储能飞轮减速，使整个装置从电网吸收有功功率降低或向电网送出有功功率，从而使调相机装置具备一定的一次调频功能。

技术领域

本发明涉及电机与电器技术领域，并且更具体地，涉及一种基于液力耦合的储能调相机装置。

背景技术

新能源比例的大幅提高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。

此外，随着GB 38755的发布，新能源场站一次调频也将面临更加严格的考核，新能源场站预留备用容量或增加储能设备参与一次调频可能是未来主要的技术方向。然而，预留备用容量无疑会降低新能源的有效利用小时数，经济效益不佳。

发明内容

本发明提出一种基于液力耦合的储能调相机装置，以解决如何提高调相机的惯性时间常数同时使调相机具备一次调频能力的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于液力耦合的储能调相机装置，所述装置包括：同步调相机、液力耦合器设备和储能飞轮设备；其中，

所述液力耦合器设备的动力输入端与所述同步调相机相连接，所述液力耦合器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；

所述同步调相机通过与液力耦合器设备连接的储能飞轮设备能够提升调相机装置的惯性时间常数，实现保持系统频率稳定；

当电网频率升高时，所述储能飞轮设备能够通过液力耦合器设备使储能飞轮升速，使整个装置从电网吸收有功功率上升；当电网频率下降时，所述储能飞轮设备能够通过液力耦合器设备使储能飞轮减速，使整个装置从电网吸收的有功功率降低或向电网送出有功功率，使得调相机装置具备一次调频功能。

优选地，其中所述储能飞轮设备置于真空箱体内。

优选地，其中述液力耦合器设备，为可调速的液力耦合设备。

优选地，其中所述可调速的液力耦合设备，包括：输入轴、泵轮、涡轮、勺管、齿轮组和输出轴；其中，