[发明专利]飞轮储能及惯量传导系统的控制方法

说明书

本发明提出了一种飞轮储能及惯量传导系统的控制方法，包括：检测飞轮转子的当前转速r和/或电网的当前频率f；根据r和/或f，控制飞轮转子储存动能或释放动能；当飞轮转子储存动能时，控制电动机从电网中吸收电能以驱动飞轮转子的转速上升；当飞轮转子释放动能时，控制电动机待机，发电机向电网中输入稳定电能。通过控制飞轮转子储存动能及释放动能，可以使飞轮储能及惯量传导系统参与电网调节，降低电网的频率波动。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其是涉及一种飞轮储能及惯量传导系统的控制方法。

背景技术

随着以清洁能源为主的新一轮能源变革的发展，新能源目前在我国电网中的占比越来越高。但是，新能源技术中多采用电力电子装置接入电网，而电力电子装置属于静置设备，其不具备同步机类似的旋转结构，几乎没有转动惯量，无法主动为电网提供必要的电压和频率支撑，也无法提供必要的阻尼作用。尤其是随着通过电力电子装置连接到电网的分布式能源的渗透率越来越高，电网总的转动惯量不断减小，因此当发生重大的负荷或电源突变时电网出现大的频率偏差的风险也不断提高。高比例电力电子装置的接入会导致电网长期处于低惯量水平中，增加系统不平衡功率冲击，这给电力系统安全稳定的运行带来了越来越大的压力。为改善缓解电网运行压力及新能源消纳压力，亟需具备一定的支撑电网动态调整能力的储能系统来提高电网高效接纳新能源的能力。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

飞轮储能技术是一种以动能形式存储能量的储能技术，通过电动机/发电机带动转子加速/减速的方式来实现能量的存储/释放。飞轮储能的主要优点是具有快速的爬坡能力、能量转换效率高和使用寿命长等，在提供辅助服务，例如惯量和频率调节等方面具有得天独厚的优势。且飞轮没有任何地理限制，可以轻松安装，具有可推广及可大规模复制的优点。

目前已有的飞轮储能技术均通过电力电子装置辅助电动/发电机进行动能和电能之间的相互转换过程。当系统需要储存电能时，其会将外部输送来的交流电通过AC/DC的方式供给电动机，进而驱动飞轮转子旋转储能；当需要放电时，电力电子装置对飞轮转子的转子转动惯量进行解耦，起到整流、调频、稳压的作用，以满足负载用电需求。但是电力电子装置属于静置设备，几乎没有转动惯量，因此，飞轮储能技术无法解决当前电网中由电力电子装置的使用导致的总的转动惯量不断减小的问题，

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种飞轮储能及惯量传导系统的控制方法。

根据本发明实施例的飞轮储能及惯量传导系统的控制方法，所述飞轮储能及惯量传导系统包括飞轮储能单元、惯量传导装置和发电机，所述飞轮储能单元包括飞轮转子和电动机，所述电动机用于吸收电网中的电能以驱动所述飞轮转子转动，所述飞轮转子与所述惯量传导装置传动连接，所述惯量传导装置用于传导转动惯量，所述惯量传导装置为变速装置且变速比可调以便能够保持输出转速恒定，所述发电机用于受所述惯量传导装置驱动产生并向电网中输入具有稳定频率的电能，

所述飞轮储能及惯量传导系统的控制方法包括：

检测所述飞轮转子的当前转速r和/或电网的当前频率f；

根据r和/或f，控制所述飞轮转子储存动能或释放动能；

当所述飞轮转子储存动能时，控制所述电动机从电网中吸收电能以驱动所述飞轮转子的转速上升；

当所述飞轮转子释放动能时，控制所述电动机待机，所述发电机向电网中输入稳定电能。

本发明实施例提供的飞轮储能及惯量传导系统的控制方法通过控制飞轮转子储存动能及释放动能，可以使飞轮储能及惯量传导系统参与电网调节，降低电网的频率波动。

在一些实施例中，设定所述飞轮转子的预设转速阈值r’，根据r控制所述飞轮转子储存动能、释放动能或待机；