CN114825483A - 一种火电机组调频系统、方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种火电机组调频系统、方法及装置。其中，该火电机组调频系统，包括：火电发电并网单元，用于根据调频指令对发电机输出的有功功率进行控制；启备变备用储能单元，用于通过控制备用储能设备的工作状态，来响应调频指令；高厂变常规储能单元的高压侧连接至发电机，用于通过控制常规储能设备的工作状态，来响应调频指令。采用上述方案的本申请提供的火电机组调频系统在进行调频任务时响应速度快，机组爬坡速率高。
Description
技术领域
本申请涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种火电机组调频系统、方法及装置。
背景技术
随着风电和常规储能的并网量增加、互联大电网的快速发展、大容量发电和远距离输电，使得电力系统的调频任务更加繁重。相关技术中，调频电源主要是火电机组与水电机组，工作原理是通过调整机组有功出力，跟踪系统频率变化。但是火电机组通常存在响应时滞长，机组爬坡速率低等问题，无法准确跟踪电网调度指令，暴露出调节时间延迟、调节偏差和调节反向等现象。另外，火电机组频繁的变换功率运行，对机组设备疲劳和磨损有一定的加重，影响机组运行寿命。
发明内容
本申请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，本申请的第一个目的在于提出一种火电机组调频系统，以解决火电机组进行调频任务时，响应时滞长，机组爬坡速率低的技术问题。
本申请的第二个目的在于提出一种火电机组调频方法，以解决火电机组无法准确跟踪电网调度指令的技术问题。
本申请的第三个目的在于提出一种火电机组调频装置。
本申请的第四个目的在于提出一种火电机组调频系统。
为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的一种火电机组调频系统，包括：火电发电并网单元、启备变备用储能单元和高厂变常规储能单元，所述火电发电并网单元包括电网输电母线，以及对所述电网输电母线进行供电的发电机，所述启备变备用储能单元包括火电机组启备变和备用储能设备，所述高厂变常规储能单元包括常规储能设备；其中，
所述火电发电并网单元，用于根据调频指令对发电机输出的有功功率进行控制；
所述启备变备用储能单元，用于通过控制所述备用储能设备的工作状态，来响应所述调频指令，其中，所述火电机组启备变的高压侧连接至所述电网输电母线，所述火电机组启备变的低压侧A分支连接至所述发电机；
所述高厂变常规储能单元的高压侧连接至所述发电机，用于通过控制所述常规储能设备的工作状态，来响应所述调频指令。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述火电发电并网单元还包括：发电机主变；
其中，所述发电机的出口连接至所述发电机主变的低压侧，所述发电机主变的高压侧连接至所述电网输电母线。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述启备变备用储能单元还包括：启备变低压侧A分支母线、启备变低压侧B分支母线、启备变低压侧A分支断路器、备用储能升压变、备用储能并网断路器和备用储能换流器；
其中，所述火电机组启备变的低压侧连接至所述启备变低压侧A分支母线和所述启备变低压侧B分支母线，所述启备变低压侧A分支母线通过所述启备变低压侧A分支断路器连接至所述发电机的出口，所述启备变低压侧B分支母线连接至所述备用储能升压变，所述备用储能升压变通过所述备用储能并网断路器连接至所述备用储能换流器的交流侧，所述备用储能换流器的直流侧连接至所述备用储能设备。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述高厂变常规储能单元包括：分裂绕组高厂变、6kV厂用A分支、6kV厂用B分支、6kV厂用A分支断路器、6kV厂用A分支负荷、6kV厂用B分支断路器、6kV厂用B分支负荷、常规储能PET并网断路器、PET、常规储能PET低压侧断路器和常规储能换流器；
其中，所述分裂绕组高厂变的高压侧连接至所述发电机的出口，所述分裂绕组高厂变的低压侧连接至所述6kV厂用A分支和所述6kV厂用B分支，所述6kV厂用A分支通过所述6kV厂用A分支断路器连接至所述6kV厂用A分支负荷，所述6kV厂用B分支通过所述6kV厂用B分支断路器连接至所述6kV厂用B分支负荷，所述PET的高压侧通过所述常规储能PET并网断路器连接至所述6kV厂用B分支，所述PET的低压侧通过所述常规储能PET低压侧断路器连接至所述常规储能换流器的交流侧，所述常规储能换流器的直流侧连接至所述常规储能设备。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述PET包括：常规储能PET高压直-交换流器、常规储能PET高压侧滤波电容、常规储能PET高频DC-DC变压器、常规储能PET低压侧滤波电容和常规储能PET低压交-直换流器；
其中，所述常规储能PET高压直-交换流器的交流侧连接至所述常规储能PET并网断路器，所述常规储能PET高频DC-DC变压器的高压侧通过所述常规储能PET高压侧滤波电容连接至所述常规储能PET高压直-交换流器的直流侧，所述常规储能PET低压交-直换流器的直流侧通过所述常规储能PET低压侧滤波电容连接至所述常规储能PET高频DC-DC变压器的低压侧，所述常规储能PET低压交-直换流器的交流侧连接至所述常规储能PET低压侧断路器。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述PET由模块化多电平换流器MMC电力电子元器件构成。
综上，本申请第一方面实施例提出的火电机组调频系统，包括：火电发电并网单元、启备变备用储能单元和高厂变常规储能单元，所述火电发电并网单元包括电网输电母线，以及对所述电网输电母线进行供电的发电机，所述启备变备用储能单元包括火电机组启备变和备用储能设备，所述高厂变常规储能单元包括常规储能设备；其中，所述火电发电并网单元，用于根据调频指令对发电机输出的有功功率进行控制；所述启备变备用储能单元，用于通过控制所述备用储能设备的工作状态，来响应所述调频指令，其中，所述火电机组启备变的高压侧连接至所述电网输电母线，所述火电机组启备变的低压侧A分支连接至所述发电机；所述高厂变常规储能单元的高压侧连接至所述发电机，用于通过控制所述常规储能设备的工作状态，来响应所述调频指令。本申请通过采用启备变备用储能单元控制备用储能设备的工作状态，来响应调频指令；同时，采用高厂变常规储能单元通过控制常规储能设备的工作状态，来响应调频指令，可以提高火电机组调频系统在进行调频任务时的响应速度，可以提高机组爬坡速率。本申请还可以减少变换功率运行的次数。进而，可以降低火电机组设备的疲劳度和磨损度，可以提高火电机组设备的运行寿命。
为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出的一种火电机组调频方法，包括：
获取针对火电发电并网单元的调频指令；
若所述调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量；
若所述调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，所述第二功率阈值不小于所述第一功率阈值。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述调频指令包括频率增加指令和频率下降指令；所述响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，包括：
若所述调频指令为频率增加指令，则控制所述高厂变常规储能单元和所述启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量；
若所述调频指令为频率下降指令，则控制所述高厂变常规储能单元和所述启备变备用储能单元吸收所述火电发电并网单元释放的能量。
综上，本申请第二方面实施例提出的火电机组调频方法，通过获取针对火电发电并网单元的调频指令；若所述调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量；若所述调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，所述第二功率阈值不小于所述第一功率阈值。本申请通过控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元执行与调频指令对应的功率信号相对应的动作，可以准确跟踪电网调度指令，可以降低调节延迟时间、减少调节偏差、减少调节反向等现象。
为达到上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种火电机组调频装置，包括：
指令获取模块，用于获取针对火电发电并网单元的调频指令；
小功率调频模块，用于若所述调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量；
大功率调频模块，用于若所述调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，所述第二功率阈值不小于所述第一功率阈值。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述调频指令包括频率增加指令和频率下降指令；所述大功率调频模块，用于响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量时，具体用于：
若所述调频指令为频率增加指令，则控制所述高厂变常规储能单元和所述启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量；
若所述调频指令为频率下降指令，则控制所述高厂变常规储能单元和所述启备变备用储能单元吸收所述火电发电并网单元释放的能量。
综上，本申请第三方面实施例提出的火电机组调频装置，通过指令获取模块获取针对火电发电并网单元的调频指令；小功率调频模块若所述调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量；大功率调频模块若所述调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，所述第二功率阈值不小于所述第一功率阈值。本申请通过控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元执行与调频指令对应的功率信号相对应的动作，可以准确跟踪电网调度指令，可以降低调节延迟时间、减少调节偏差、减少调节反向等现象。
为达到上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种火电机组调频系统，包括：
火电发电并网单元、启备变备用储能单元和高厂变常规储能单元，以使所述火电机组调频系统能够执行前述一方面中任一项所述的方法。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例所提供的一种火电机组调频系统的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种火电发电并网单元的结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种启备变备用储能单元的结构示意图；
图4为本申请实施例所提供的一种高厂变常规储能单元的结构示意图；
图5为本申请实施例所提供的一种PET的结构示意图；
图6为本申请实施例所提供的一种火电机组调频方法的流程图；
图7为本申请实施例所提供的一种火电机组调频装置的结构示意图。
附图标记说明：1—火电发电并网单元；2—启备变备用储能单元；3—高厂变常规储能单元；
1-1—发电机；1-2—发电机主变；1-3—电网输电母线；
2-1—火电机组启备变；2-2—启备变低压侧A分支母线；2-3—启备变低压侧B分支母线；2-4—启备变低压侧A分支断路器；2-5—备用储能升压变；2-6—备用储能并网断路器；2-7—备用储能换流器；2-8—备用储能设备；
3-1—分裂绕组高厂变；3-2—6kV厂用A分支；3-3—6kV厂用B分支；3-4—6kV厂用A分支断路器；3-5—6kV厂用A分支负荷；3-6—6kV厂用B分支断路器；3-7—6kV厂用B分支负荷；3-8—常规储能PET并网断路器；3-9—PET；3-10—常规储能PET低压侧断路器；3-11—常规储能换流器；3-12—常规储能设备；
3-9-1—常规储能PET高压直-交换流器；3-9-2—常规储能PET高压侧滤波电容；3-9-3—常规储能PET高频DC-DC变压器；3-9-4—常规储能PET低压侧滤波电容；3-9-5—常规储能PET低压交-直换流器；
700—火电机组调频装置；701—指令获取模块；702—小功率调频模块；703—大功率调频模块。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。
图1为本申请实施例所提供的一种火电机组调频系统的结构示意图。
如图1所示，本申请实施例提供的一种火电机组调频系统，包括：火电发电并网单元1、启备变备用储能单元2和高厂变常规储能单元3；
火电发电并网单元1包括电网输电母线1-3，以及对电网输电母线进行供电的发电机1-1；启备变备用储能单元2包括火电机组启备变2-1和备用储能设备2-8；高厂变常规储能单元3包括常规储能设备3-12；其中，
火电发电并网单元1，用于根据调频指令对发电机1-1输出的有功功率进行控制；
启备变备用储能单元2，用于通过控制备用储能设备2-8的工作状态，来响应调频指令，其中，火电机组启备变2-1的高压侧连接至电网输电母线1-3，火电机组启备变2-1的低压侧A分支连接至发电机1-1；
高厂变常规储能单元3的高压侧连接至发电机1-1，用于通过控制常规储能设备3-12的工作状态，来响应调频指令。
根据一些实施例，调频指令指的是用于指示负荷变化，也就是发电机1-1有功功率出力变化的指令。
在一些实施例中，启备变备用储能单元2通过控制备用储能设备2-8的工作状态，来响应调频指令时，通过控制备用储能设备2-8发出功率，或者吸收功率，来响应发电机1-1有功功率出力变化，从而响应调频指令。
在一些实施例中，高厂变常规储能单元3通过控制常规储能设备3-12的工作状态，来响应调频指令时，通过控制常规储能设备3-12发出功率，或者吸收功率，来响应发电机1-1有功功率出力变化，从而响应调频指令。
在本申请实施例中，图2为本申请实施例所提供的一种火电发电并网单元的结构示意图。如图2所示，火电发电并网单元1还包括：发电机主变1-2；
其中，发电机1-1的出口连接至发电机主变1-2的低压侧，发电机主变1-2的高压侧连接至电网输电母线1-3。
根据一些实施例，电网输电母线1-3的电压等级可以为220kV。此时，发电机主变1-2可以将发电机1-1输出的电能从20kV升压至220kV。
在本申请实施例中，图3为本申请实施例所提供的一种启备变备用储能单元的结构示意图。如图3所示，启备变备用储能单元2还包括：启备变低压侧A分支母线2-2、启备变低压侧B分支母线2-3、启备变低压侧A分支断路器2-4、备用储能升压变2-5、备用储能并网断路器2-6和备用储能换流器2-7；
其中，火电机组启备变2-1的低压侧连接至启备变低压侧A分支母线2-2和启备变低压侧B分支母线2-3，启备变低压侧A分支母线2-2通过启备变低压侧A分支断路器2-4连接至发电机1-1的出口，启备变低压侧B分支母线2-3连接至备用储能升压变2-5，备用储能升压变2-5通过备用储能并网断路器2-6连接至备用储能换流器2-7的交流侧，备用储能换流器2-7的直流侧连接至备用储能设备2-8。
根据一些实施例，当火电厂停电检修时，火电机组启备变2-1可以给火电厂提供厂用电能。
在本申请实施例中，图4为本申请实施例所提供的一种高厂变常规储能单元的结构示意图。如图4所示，高厂变常规储能单元3包括：分裂绕组高厂变3-1、6kV厂用A分支3-2、6kV厂用B分支3-3、6kV厂用A分支断路器3-4、6kV厂用A分支负荷3-5、6kV厂用B分支断路器3-6、6kV厂用B分支负荷3-7、常规储能PET并网断路器3-8、PET3-9、常规储能PET低压侧断路器3-10和常规储能换流器3-11；
其中，分裂绕组高厂变3-1的高压侧连接至发电机1-1的出口，分裂绕组高厂变3-1的低压侧连接至6kV厂用A分支3-2和6kV厂用B分支3-3，6kV厂用A分支3-2通过6kV厂用A分支断路器3-4连接至6kV厂用A分支负荷3-5，6kV厂用B分支3-3通过6kV厂用B分支断路器3-6连接至6kV厂用B分支负荷3-7，PET3-9的高压侧通过常规储能PET并网断路器3-8连接至6kV厂用B分支3-3，PET3-9的低压侧通过常规储能PET低压侧断路器3-10连接至常规储能换流器3-11的交流侧，常规储能换流器3-11的直流侧连接至常规储能设备3-12。
根据一些实施例，启备变备用储能单元2以及高厂变常规储能单元3可以组成一个混合储能系统，该混合储能系统可以用于辅助火电发电并网单元1参与到电网频率调解中。进而，可以利用备用储能设备2-8以及常规储能设备3-12的快速充/放电能力，响应电网负荷变化，不管是一次调频、二次调频还是多次调频，都可以实现辅助火电发电并网单元1进行最优功率匹配。从而，可以提升火电厂调频收益，也可以使发电机1-1的出力波动降低，可以提高火电机组的安全性，可以减小因为负荷频繁调节造成的火电机组设备老化。
在一些实施例中，由于备用储能设备2-8通过备用储能换流器2-7、备用储能并网断路器2-6、备用储能升压变2-5和启备变低压侧B分支母线2-3连接至火电机组启备变2-1，常规储能设备3-12通过常规储能换流器3-11、常规储能PET低压侧断路器3-10、PET3-9、常规储能PET并网断路器3-8和6kV厂用B分支3-3连接至分裂绕组高厂变3-1，备用储能设备2-8和常规储能设备3-12分别连接不同的变压器。因此，可以减小分裂绕组高厂变3-1的负荷率，可以保证分裂绕组高厂变3-1可以留有一定裕度运行，可以有效减小变压器所带负荷，无需增加分裂绕组高厂变3-1和火电机组启备变2-1的容量。
根据一些实施例，PET指的是通过电力电子技术及高频变压器（相对于工频变压器工作频率更高）实现的具有但不限于传统工频交流变压器功能的新型电力电子设备。相比于传统工频变压器，造价更低，且PET适用于丰富系统功能、提高系统性能等方面的应用。本申请通过采用PET，可以提高厂变常规储能单元3的常规储能供电效率，可以节约高厂变常规储能单元3的储能系统建设成本。并且，本申请通过采用PET，在响应机组频率调节中，功率变化相较于传统工频变压器更加快速、准确。
根据一些实施例，混合储能技术作为能源变革关键技术支撑之一的大规模储能技术，因为其可以为电网提供调峰、调频、应急响应等多种辅助服务，近年来受到了业内的广泛关注。
在一些实施例中，本申请实施例提供的启备变备用储能单元2以及高厂变常规储能单元3可以是由飞轮储能+锂电池组成的混合储能系统，分别将备用储能设备2-8以及常规储能设备3-12通过换流器与火电机组相连，可以具备功率双向流动能力。进而，具有功率调节迅速、应用模式多样等优点。
在本申请实施例中，图5为本申请实施例所提供的一种PET的结构示意图。如图5所示，PET3-9包括：常规储能PET高压直-交换流器3-9-1、常规储能PET高压侧滤波电容3-9-2、常规储能PET高频DC-DC变压器3-9-3、常规储能PET低压侧滤波电容3-9-4和常规储能PET低压交-直换流器3-9-5；
其中，常规储能PET高压直-交换流器3-9-1的交流侧连接至常规储能PET并网断路器3-8，常规储能PET高频DC-DC变压器3-9-3的高压侧通过常规储能PET高压侧滤波电容3-9-2连接至常规储能PET高压直-交换流器3-9-1的直流侧，常规储能PET低压交-直换流器3-9-5的直流侧通过常规储能PET低压侧滤波电容3-9-4连接至常规储能PET高频DC-DC变压器3-9-3的低压侧，常规储能PET低压交-直换流器3-9-5的交流侧连接至常规储能PET低压侧断路器3-10。
根据一些实施例，由常规储能PET高压直-交换流器3-9-1、常规储能PET高压侧滤波电容3-9-2、常规储能PET高频DC-DC变压器3-9-3、常规储能PET低压侧滤波电容3-9-4和常规储能PET低压交-直换流器3-9-5组成的PET3-9，相较于传统工频变压器，采用高频电磁耦合技术，在实现传统变压器的电压等级变换、隔离等功能的基础上，还可以灵活变压，可以有效减小变压器占地面积和体积。
根据一些实施例，对储能换流器，也就是备用储能换流器2-7和常规储能换流器3-11进行控制时，可以采用下垂控制的方法，实现有功、无功解耦控制。
在一些实施例中，采用下垂控制的方法，实现有功、无功解耦控制时，具体可以根据下式实现对有功-角频率和无功-电压的下垂控制：
其中，ω是储能换流器输出电压角频率；U是储能换流器输出电压幅值；ω 0 是储能换流器空载输出电压角频率参考值；U 0 是储能换流器空载输出电压幅值参考值；m是有功功率下垂系数；n是无功功率下垂系数；P是储能换流器所连负载分配的有功功率；Q是储能换流器所连负载分配的无功功率。
在本申请实施例中，PET由模块化多电平换流器（Modular MultilevelConverter，MMC）电力电子元器件构成。
根据一些实施例，MMC电力电子元器件指的是由至少两个结构相同的子模块级联构成的电力电子元器件。该子模块的结构包括但不限于半H桥型、全H桥型和双箝位型子模块型。该MMC电力电子元器件输出谐波低、电能转换效率高、具有较高的扩展性。该MMC电力电子元器件的电压转化可控，可以有效抑制因为接地故障引起的短路电流，可以减少故障时扩大故障范围的情况。
综上，本申请实施例提出的火电机组调频系统，包括：火电发电并网单元、启备变备用储能单元和高厂变常规储能单元，火电发电并网单元包括电网输电母线，以及对电网输电母线进行供电的发电机，启备变备用储能单元包括火电机组启备变和备用储能设备，高厂变常规储能单元包括常规储能设备；其中，火电发电并网单元，用于根据调频指令对发电机输出的有功功率进行控制；启备变备用储能单元，用于通过控制备用储能设备的工作状态，来响应调频指令，其中，火电机组启备变的高压侧连接至电网输电母线，火电机组启备变的低压侧A分支连接至发电机；高厂变常规储能单元的高压侧连接至发电机，用于通过控制常规储能设备的工作状态，来响应调频指令。本申请通过采用启备变备用储能单元控制备用储能设备的工作状态，来响应调频指令；同时，采用高厂变常规储能单元通过控制常规储能设备的工作状态，来响应调频指令，可以提高火电机组调频系统在进行调频任务时的响应速度，可以提高机组爬坡速率。本申请还可以减少变换功率运行的次数。进而，可以降低火电机组设备的疲劳度和磨损度，可以提高火电机组设备的运行寿命。
为了实现上述实施例，本申请还提出一种火电机组调频方法。
图6为本申请实施例提供的一种火电机组调频方法的流程图。
如图6所示，一种火电机组调频方法，包括：
S101，获取针对火电发电并网单元1的调频指令；
S102，若调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元3对火电发电并网单元1释放能量，或者吸收火电发电并网单元1释放的能量；
S103，若调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元3和启备变备用储能单元2对火电发电并网单元1释放能量，或者吸收火电发电并网单元1释放的能量，第二功率阈值不小于第一功率阈值。
根据一些实施例，启备变备用储能单元2包括备用储能设备2-8和火电机组启备变2-1。高厂变常规储能单元3包括常规储能设备3-12。当火电机组调频系统响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元3和启备变备用储能单元2对火电发电并网单元1释放能量，或者吸收火电发电并网单元1释放的能量时，火电机组调频系统可以控制备用储能设备2-8接入火电机组启备变2-1。进而，火电机组调频系统可以控制备用储能设备2-8以及常规储能设备3-12共同吸收能量，或者共同释放能量，来响应调频指令对应的频率变化。
在本申请实施例中，调频指令包括频率增加指令和频率下降指令；响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量，包括：
若调频指令为频率增加指令，则控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对火电发电并网单元释放能量；
若调频指令为频率下降指令，则控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元吸收火电发电并网单元释放的能量。
根据一些实施例，频率增加指令又称升负荷指令，指的是用于指示升高火电发电并网单元1的频率的指令。若调频指令为频率增加指令，则火电机组调频系统可以控制备用储能设备2-8以及常规储能设备3-12释放电能。
根据一些实施例，频率下降指令又称降负荷指令，指的是用于指示降低火电发电并网单元1的频率的指令。若调频指令为频率下降指令，则火电机组调频系统可以控制备用储能设备2-8以及常规储能设备3-12吸收电能。
综上，本申请实施例提出的火电机组调频方法，通过获取针对火电发电并网单元的调频指令；若调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量；若调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量，第二功率阈值不小于第一功率阈值。本申请通过控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元执行与调频指令对应的功率信号相对应的动作，可以准确跟踪电网调度指令，可以降低调节延迟时间、减少调节偏差、减少调节反向等现象。
为了实现上述实施例，本申请还提出一种火电机组调频装置。
图7为本申请实施例提供的一种火电机组调频装置的结构示意图。
如图7所示，一种火电机组调频装置700，包括：
指令获取模块701，用于获取针对火电发电并网单元的调频指令；
小功率调频模块702，用于若调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量；
大功率调频模块703，用于若调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量，第二功率阈值不小于第一功率阈值。
在本申请实施例中，调频指令包括频率增加指令和频率下降指令；大功率调频模块703，火电机组调频装置用于响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量时，具体用于：
若调频指令为频率增加指令，则控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对火电发电并网单元释放能量；
若调频指令为频率增加指令，则控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元吸收火电发电并网单元释放的能量。
综上，本申请实施例提出的火电机组调频装置，通过指令获取模块获取针对火电发电并网单元的调频指令；小功率调频模块若调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量；大功率调频模块若调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于调频指令，控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对火电发电并网单元释放能量，或者吸收火电发电并网单元释放的能量，第二功率阈值不小于第一功率阈值。本申请通过控制高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元执行与调频指令对应的功率信号相对应的动作，可以准确跟踪电网调度指令，可以降低调节延迟时间、减少调节偏差、减少调节反向等现象。
为了实现上述实施例，本申请还提出了一种火电机组调频系统，包括：
火电发电并网单元、启备变备用储能单元和高厂变常规储能单元，以使火电机组调频系统能够执行如上述图6所示实施例的所述的火电机组调频方法。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种火电机组调频系统，其特征在于，包括：火电发电并网单元、启备变备用储能单元和高厂变常规储能单元，所述火电发电并网单元包括电网输电母线，以及对所述电网输电母线进行供电的发电机，所述启备变备用储能单元包括火电机组启备变和备用储能设备，所述高厂变常规储能单元包括常规储能设备；其中，
所述火电发电并网单元，用于根据调频指令对发电机输出的有功功率进行控制；
所述启备变备用储能单元，用于通过控制所述备用储能设备的工作状态，来响应所述调频指令，其中，所述火电机组启备变的高压侧连接至所述电网输电母线，所述火电机组启备变的低压侧A分支连接至所述发电机；
所述高厂变常规储能单元的高压侧连接至所述发电机，用于通过控制所述常规储能设备的工作状态，来响应所述调频指令。
2.如权利要求1所述的火电机组调频系统，其特征在于，所述火电发电并网单元还包括：发电机主变；
其中，所述发电机的出口连接至所述发电机主变的低压侧，所述发电机主变的高压侧连接至所述电网输电母线。
3.如权利要求1所述的火电机组调频系统，其特征在于，所述启备变备用储能单元还包括：启备变低压侧A分支母线、启备变低压侧B分支母线、启备变低压侧A分支断路器、备用储能升压变、备用储能并网断路器和备用储能换流器；
其中，所述火电机组启备变的低压侧连接至所述启备变低压侧A分支母线和所述启备变低压侧B分支母线，所述启备变低压侧A分支母线通过所述启备变低压侧A分支断路器连接至所述发电机的出口，所述启备变低压侧B分支母线连接至所述备用储能升压变，所述备用储能升压变通过所述备用储能并网断路器连接至所述备用储能换流器的交流侧，所述备用储能换流器的直流侧连接至所述备用储能设备。
4.如权利要求1所述的火电机组调频系统，其特征在于，所述高厂变常规储能单元包括：分裂绕组高厂变、6kV厂用A分支、6kV厂用B分支、6kV厂用A分支断路器、6kV厂用A分支负荷、6kV厂用B分支断路器、6kV厂用B分支负荷、常规储能PET并网断路器、PET、常规储能PET低压侧断路器和常规储能换流器；
其中，所述分裂绕组高厂变的高压侧连接至所述发电机的出口，所述分裂绕组高厂变的低压侧连接至所述6kV厂用A分支和所述6kV厂用B分支，所述6kV厂用A分支通过所述6kV厂用A分支断路器连接至所述6kV厂用A分支负荷，所述6kV厂用B分支通过所述6kV厂用B分支断路器连接至所述6kV厂用B分支负荷，所述PET的高压侧通过所述常规储能PET并网断路器连接至所述6kV厂用B分支，所述PET的低压侧通过所述常规储能PET低压侧断路器连接至所述常规储能换流器的交流侧，所述常规储能换流器的直流侧连接至所述常规储能设备。
5.如权利要求4所述的火电机组调频系统，其特征在于，所述PET包括：常规储能PET高压直-交换流器、常规储能PET高压侧滤波电容、常规储能PET高频DC-DC变压器、常规储能PET低压侧滤波电容和常规储能PET低压交-直换流器；
其中，所述常规储能PET高压直-交换流器的交流侧连接至所述常规储能PET并网断路器，所述常规储能PET高频DC-DC变压器的高压侧通过所述常规储能PET高压侧滤波电容连接至所述常规储能PET高压直-交换流器的直流侧，所述常规储能PET低压交-直换流器的直流侧通过所述常规储能PET低压侧滤波电容连接至所述常规储能PET高频DC-DC变压器的低压侧，所述常规储能PET低压交-直换流器的交流侧连接至所述常规储能PET低压侧断路器。
6.如权利要求4所述的火电机组调频系统，其特征在于，所述PET由模块化多电平换流器MMC电力电子元器件构成。
7.一种火电机组调频方法，其特征在于，包括：
获取针对火电发电并网单元的调频指令；
若所述调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量；
若所述调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，所述第二功率阈值不小于所述第一功率阈值。
8.如权利要求7所述的火电机组调频方法，其特征在于，所述调频指令包括频率增加指令和频率下降指令；所述响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，包括：
若所述调频指令为频率增加指令，则控制所述高厂变常规储能单元和所述启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量；
若所述调频指令为频率下降指令，则控制所述高厂变常规储能单元和所述启备变备用储能单元吸收所述火电发电并网单元释放的能量。
9.一种火电机组调频装置，其特征在于，包括：
指令获取模块，用于获取针对火电发电并网单元的调频指令；
小功率调频模块，用于若所述调频指令对应的功率信号小于第一功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量；
大功率调频模块，用于若所述调频指令对应的功率信号大于第二功率阈值，则响应于所述调频指令，控制所述高厂变常规储能单元和启备变备用储能单元对所述火电发电并网单元释放能量，或者吸收所述火电发电并网单元释放的能量，所述第二功率阈值不小于所述第一功率阈值。
10.一种火电机组调频系统，包括：
火电发电并网单元、启备变备用储能单元和高厂变常规储能单元，以使所述火电机组调频系统能够执行权利要求7-8中任一项所述的方法。
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