CN207381980U - 一种用于火电厂的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统 - Google Patents
一种用于火电厂的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种用于火电厂的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，包括：包括电网和发电厂调频控制模块、电压缩机控制柜和电压缩机及冷热量输出模块，利用电压缩机和蓄电池功率调节响应速度快的特点，与机组联动，通过快速升降电压缩机耗电功率和蓄电池的快速充放电，实现机组上网电量的快速负荷响应，从而避免机组由于调频自动发电控制调节和数字电液调节造成的机组汽机调门、汽机转速的快速变化、高低加投切等机组本身的调频措施造成的运行难度增加和机组寿命降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网调频领域，尤其涉及火力发电机组利用电压缩机或蓄能设施参与电网调频辅助服务。
背景技术
近年来随着中国国民经济的飞速发展，人们对电力的需求也急剧增加，峰谷差日益增大。中国电力供应峰谷比约为10/0.7，远高于一般发展中国家的平均水平1/0.63，比美国1/0.25的峰谷比高得多，因此中国发电机组的调峰任务艰巨。发电机组的调频能力是维护电网功率平衡和安全稳定的第1道重要屏障，其调节能力和性能对电网的动态稳定性显得尤为重要；此外，风能、核能等电源的飞速发展，相对降低了电网的自调节能力，大规模接入的风电机组甚至引入了额外的随机功率扰动，使电网稳定性进一步恶化。合理规范并监测机组调频参数和性能，保障机组良好的调频能力，对电网的安全稳定运行和未来智能电网环境下的优化调度具有重要的意义。
目前火力发电机组的自动发电控制(AGC)、调频性能是统调机组涉网性能中的2个重要指标，电网调度对机组的AGC、调频性能有严格的要求，这2个指标也是电网“二个细则”考核的重要内容，尤其是AGC 品质直接体现机组的性能。目前机组主要通过锅炉、汽轮机的协调控制，依靠增、减燃料量，开大或关小汽轮机调门来响应电网的需求，由于锅炉存在迟延，机组负荷响应始终存在局限性；汽轮机为确保有调节裕量，调门也无法保持全开状态，限制了调节的深度。
另外，目前大多数发电厂采用DEH(数字式电液)控制系统,为了负荷的稳定和考核的需要,避免机组随频率变动而频繁进行调节,影响负荷的稳定,将汽轮机转速调节系统的一次调频死区设置的比较大, 一次调频作用几乎被切除,使得电网的频率主要靠二次调频来维持。研究表明,在突发性事故和大的负荷(功率)扰动时,很多机组尽管具有调节负荷的能力,但对频率偏差的调频响应几乎为零,此时就会出现频率大幅度波动甚至发生系统崩溃的恶性事故。
发明内容
本实用新型利用了电压缩机和蓄能设施的负荷功率可以进行快速调节响应和无级调节的特点，创新性地将电压缩机或蓄能设施功率控制与发电厂自动发电控制和电网调频控制进行联动，通过电压缩机或蓄能设施的快速增减负荷，实现机组响应电网的自动发电控制和调频对机组负荷的变动要求。
本实用新型解决前述技术问题所采用的技术方案是：
一种电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，包括：
调频控制模块，包括电网电力调度中心和电厂集中控制系统，所述调频控制模块连接到供电控制模块和功率控制柜，用于控制所述供电控制模块和功率控制柜；
供电控制模块，所述供电控制模块输入端连接到电厂输出，输出端连接到功率控制柜，用于将电厂输出的电能进行转换后输送给功率控制柜，或控制蓄能设施通过变压器和开关向发电机出口线路放电；
功率控制柜，包括电压缩机功率控制柜和/或蓄能设施功率控制柜，所述电压缩机功率控制柜用于直接连接或经过变压后控制电压缩机的功率，所述蓄能设施功率控制柜用于直接连接或经过变压后控制蓄能设施的蓄电功率或放电功率；
电压缩机，包括电压缩热泵或电压缩制冷机组中的任意一种，所述电压缩热泵用于将输入的电能转换成热能，所述电压缩制冷机组用于将输入的电能转换成冷能；蓄能设施，用于蓄电或放电。
进一步的，所述供电控制模块包括：
第一变压器和第一开关；
输入的电压经过第一变压器进行变压后经过第一开关输送给功率控制柜；或不经过第一变压直接给功率控制柜供电。
进一步的，电厂输出电压通过升压变压器升压到220kV～500kV后输出到电网，所述供电控制模块包括：
第二变压器，用于将输入的电压变压后经过第二开关输送给功率控制柜。
进一步的，所述供电控制模块包括：
第三变压器和第三开关；
输入的电压经过第三变压器进行变压后经过第三开关输送给功率控制柜；或不经过第三变压器变压直接给功率控制柜供电。
进一步的，所述供电控制模块包括：
第四变压器和第四开关；
控制蓄能设施的放电电压经过第四变压器变压后经过第四开关给发电机出口线路供电；或不经过第四变压器变压直接给发电机出口线路供电。
进一步的，还包括：
热量输出模块或冷热量输出模块，所述热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器的输出热量，另一端将所述热量输出到热量利用设施；所述冷热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器的输出冷量，另一端将所述冷量输出到冷量利用设施12。
进一步的，还包括：
所述调频控制模块用于执行以下调频操作中的至少一种：发电机组一次调频控制、发电机组二次调频控制、发电机组数字电液调节和自动发电控制。
进一步的，所述的调频控制模块中的一次调频、二次调频和自动发电控制的控制指令可以直接作用在电压缩机功率控制柜或蓄能设施功率控制柜上。
进一步的，所述的调频控制模块中控制指令直接作用在电压缩机功率控制柜或蓄能设施功率控制柜上，通过电压缩机的功率的快速增加和减少，或通过蓄能设施的快速充电放电，实现机组发电机出口负荷保持不变的情况下，整个发电厂的上网电量跟随电网调频控制信号做出快速响应和负荷变化；
进一步的，所述的电压缩机的功率的快速增加和减少，可以通过电压缩机功率控制柜调节功率实现，也可以通过调节供给电压缩机的供电电压实现。
进一步的，所述的蓄能设施的充放电功率的快速变化，可以通过蓄能设施功率控制柜调节实现。
进一步的，所述的电压缩机的功率的快速增加和减少的响应时间为 30s到5分钟；优选的，所述响应时间为毫秒级别；电压缩机的功率调整范围从0％负荷到100％负荷。
进一步的，所述的电压缩机为容积式压缩机、回转式压缩机，或离心式压缩机中的任意一种。
进一步的，所述的蓄能设施是物理储能设施、电化学储能设施、电磁储能设施、氢储能设施和相变储能设施中的至少一种，所述蓄能设施最终的能源输入和输出以电能的形式参与调频。
进一步的，所述的物理储能设施可以是飞轮储能设施、压缩空气储能设施、液态空气储能设施、重力储能设施中的至少一种；所述的电化学储能设施可以是锂离子电池，铅酸、铅碳、镍氢、镍镉、钠硫、钒液硫、镁、镍锌、锌空气蓄电池中的一种或几种.
进一步的，所述的电压缩机的供电电压范围为380V到110kV。
进一步的，所述的电压缩机的功率范围为3MW到100MW。
进一步的，所述热量利用设施包括区域供热管网、电厂热力循环系统和工业蒸汽中的至少一种；所述的电压缩机为电压缩机热泵，所述电压缩机热泵及热量输出模块在冬季供热季与所述区域供热管网连接对外供热或提供所述工业蒸汽，在非供热季和对于纯凝机组均采用将输出的热水或蒸汽根据参数打入所述电厂热力循环系统中。
进一步的，所述冷量利用设施包括区域供冷管网、制冰设备和大型冷库供冷设施中的至少一种；所述的电压缩机为电压缩制冷机组，所述电压缩制冷机组及冷量输出模块将冷量输出到区域制冷管网、制冰设备或大型冷库供冷设施中的至少一种。
进一步的，发电厂每台机组的调频功率调节范围在±1％～±6％MCR，机组设置为按额定功率满发，通过设置±1％～±6％MCR对应的功率范围的电压缩机或蓄能设施与机组联动进行调频响应，此时，机组自动发电控制响应调频控制是依靠电压缩机功率的增加或减少或蓄能设施的充放电功率变化实现。
进一步的，所述的发电厂每台机组的调频功率调节范围在±1％～± 6％MCR，对于要求发电厂快速降负荷的电网调频指令，通过投入电压缩机并增加其电功率实现向下的负荷调节指令，或通过投入蓄能设施并增加其蓄电功率实现向下的负荷调节指令；
对于要求发电厂快速增加负荷的指令，通过自动发电控制联合蓄能设施功率控制柜控制蓄能设施放电实现发电厂的发电负荷增加；或通过减小电压缩机的耗电功率实现增加发电负荷调节的指令；或通过机组本身的一次调频升负荷手段实现，所述机组本身的一次调频升负荷手段包括自动发电控制联合数字电液增加调节气门开度、切除某级高压加热器、切除某级低压加热器或凝结水节流中的至少一种。
进一步的，发电厂每一台机组都可以联动一台或多台电压缩机或蓄能设施响应电网调频。
进一步的，发电厂内的多台机组也可以通过供电线路切换共用一台或多台电压缩机或蓄能设施响应电网调频。
本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型利用电压缩机或蓄能设施快速响应和无级调节的特点，通过电压缩机耗电功率的快速增减或蓄能设施的快速充放电满足电网对发电厂调频的考核要求；
2)本实用新型摒弃了常规机组为满足电网调频要求，通过DEH系统控制造成的汽机调门频繁动作或大量锅炉快速负荷调整、磨煤机出力变化等机组扰动，增加了机组运行安全性，延长了机组寿命；
3)本实用新型利用电压缩机负荷变动的最快响应时间可达到毫秒级别，可以极大的增加机组调频的响应速率，使得火电机组适应未来更多不稳定风电光伏的电网结构。
4)电压缩制冷机组生产的冷量可以用于冷库、制冰或区域制冷管网供冷，电压缩热泵在冬季可以用于对外供热，对纯凝机组或夏季热电联产机组，热泵产生的热水或蒸汽根据其温度和压力可以打入相应的电厂热力循环系统中，从而实现一年四季地利用电压缩耗电功率调节与蓄电设施充放电调节，从而实现机组快速响应电网调频的需求。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
图2为本实用新型实施例1的示意图。
图3为本实用新型实施例2的示意图。
图4为本实用新型实施例3的示意图。
图5为本实用新型实施例5-7的示意图。
图6为本实用新型实施例8-10的示意图。
图7为本实用新型实施例9的示意图。
图示说明：
1.升压变压器；2.第二变压器；2-1.第二开关；3.第一变压器；3-1.第一开关；4.第三变压器；4-1.第三开关；5.电压缩机；6.电压缩机功率控制柜；7.电压缩机一次换热器；8.第四变压器；8-1.第四开关；9. 蓄能设施功率控制柜；10.蓄能设施；11.热量利用设施；11-1.区域供热管网；11-2.电厂热力循环系统；11-3.工业蒸汽；11-4.供热输出接口；12.冷量利用设施；12-1.区域供冷管网；12-2.制冰设备；12-3.大型冷库供冷设施；12-4.供冷输出接口。
具体实施方式
为了更进一步了解本实用新型的发明内容，下面将结合具体实施例对本实用新型作更为详细的描述，实施例只对本实用新型具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本领域技术人员在本实用新型的基础上作出的非实质性修改，都应属于本实用新型保护的范围。
如附图1所示，本实用新型提供了一种电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，包括：
调频控制模块，包括电网电力调度中心和电厂集中控制系统，所述调频控制模块连接到供电控制模块和功率控制柜，用于控制所述供电控制模块和功率控制柜；
供电控制模块，所述供电控制模块输入端连接到电厂输出，输出端连接到功率控制柜，用于将电厂输出的电能进行转换后输送给功率控制柜，或控制蓄能设施通过变压器和开关向发电机出口线路放电；
功率控制柜，包括电压缩机功率控制柜6和/或蓄能设施功率控制柜9，所述电压缩机功率控制柜6用于直接连接或经过变压后控制电压缩机5的功率，所述蓄能设施功率控制柜9用于直接连接或经过变压后控制蓄能设施10的蓄电功率或放电功率；
电压缩机5，包括电压缩热泵或电压缩制冷机组中的任意一种，所述电压缩热泵用于将输入的电能转换成热能，所述电压缩制冷机组用于将输入的电能转换成冷能；蓄能设施10，用于蓄电或放电。
在本实用新型的部分实施方式中，所述供电控制模块包括：
第一变压器3和第一开关3-1；
输入的电压经过第一变压器3进行变压后经过第一开关3-1输送给功率控制柜；或不经过第一变压3直接给功率控制柜供电。
在本实用新型的部分实施方式中，电厂输出电压通过升压变压器1 升压到220kV～500kV后输出到电网，所述供电控制模块包括：
第二变压器2，用于将输入的电压变压后经过第二开关2-1输送给功率控制柜。
在本实用新型的部分实施方式中，所述供电控制模块包括：
第三变压器4和第三开关4-1；
输入的电压经过第三变压器4进行变压后经过第三开关4-1输送给功率控制柜；或不经过第三变压器4变压直接给功率控制柜供电。
在本实用新型的部分实施方式中，所述供电控制模块包括：
第四变压器8和第四开关8-1；
控制蓄能设施10的放电电压经过第四变压器8变压后经过第四开关8-1给发电机出口线路供电；或不经过第四变压器8变压直接给发电机出口线路供电。
在本实用新型的部分实施方式中，还包括：
热量输出模块或冷热量输出模块，所述热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器7的输出热量，另一端将所述热量输出到热量利用设施11；所述冷热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器7的输出冷量，另一端将所述冷量输出到冷量利用设施12。
在本实用新型的部分实施方式中，还包括：
所述调频控制模块用于执行以下调频操作中的至少一种：发电机组一次调频控制、发电机组二次调频控制、发电机组数字电液调节和自动发电控制。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的调频控制模块中的一次调频、二次调频和自动发电控制的控制指令可以直接作用在电压缩机功率控制柜6或蓄能设施功率控制柜9上。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的调频控制模块中控制指令直接作用在电压缩机功率控制柜6或蓄能设施功率控制柜9上，通过电压缩机5的功率的快速增加和减少，或通过蓄能设施10的快速充电放电，实现机组发电机出口负荷保持不变的情况下，整个发电厂的上网电量跟随电网调频控制信号做出快速响应和负荷变化；
在本实用新型的部分实施方式中，所述的电压缩机5的功率的快速增加和减少，可以通过电压缩机功率控制柜6调节功率实现，也可以通过调节供给电压缩机5的供电电压实现。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的蓄能设施10的充放电功率的快速变化，可以通过蓄能设施功率控制柜9调节实现。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的电压缩机5的功率的快速增加和减少的响应时间为30s到5分钟；优选的，所述响应时间为毫秒级别；电压缩机的功率调整范围从0％负荷到100％负荷。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的电压缩机5为容积式压缩机、回转式压缩机，或离心式压缩机中的任意一种。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的蓄能设施10是物理储能设施、电化学储能设施、电磁储能设施、氢储能设施和相变储能设施中的至少一种，所述蓄能设施10最终的能源输入和输出以电能的形式参与调频。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的物理储能设施可以是飞轮储能设施、压缩空气储能设施、液态空气储能设施、重力储能设施中的至少一种；所述的电化学储能设施可以是锂离子电池，铅酸、铅碳、镍氢、镍镉、钠硫、钒液硫、镁、镍锌、锌空气蓄电池中的一种或几种.
在本实用新型的部分实施方式中，所述的电压缩机5的供电电压范围为380V到110kV。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的电压缩机5的功率范围为 3MW到100MW。
在本实用新型的部分实施方式中，所述热量利用设施11包括区域供热管网11-1、电厂热力循环系统11-2和工业蒸汽11-3中的至少一种；所述的电压缩机5为电压缩机热泵，所述电压缩机热泵及热量输出模块在冬季供热季与所述区域供热管网连接对外供热或提供所述工业蒸汽，在非供热季和对于纯凝机组均采用将输出的热水或蒸汽根据参数打入所述电厂热力循环系统中。
在本实用新型的部分实施方式中，所述冷量利用设施12包括区域供冷管网12-1、制冰设备12-2和大型冷库供冷设施12-3中的至少一种；所述的电压缩机5为电压缩制冷机组，所述电压缩制冷机组及冷量输出模块将冷量输出到区域制冷管网、制冰设备或大型冷库供冷设施中的至少一种。
在本实用新型的部分实施方式中，发电厂每台机组的调频功率调节范围在±1％～±6％MCR，机组设置为按额定功率满发，通过设置±1％～± 6％MCR对应的功率范围的电压缩机5或蓄能设施10与机组联动进行调频响应，此时，机组自动发电控制响应调频控制是依靠电压缩机功率的增加或减少或蓄能设施的充放电功率变化实现。
在本实用新型的部分实施方式中，所述的发电厂每台机组的调频功率调节范围在±1％～±6％MCR，对于要求发电厂快速降负荷的电网调频指令，通过投入电压缩机5并增加其电功率实现向下的负荷调节指令，或通过投入蓄能设施10并增加其蓄电功率实现向下的负荷调节指令；
对于要求发电厂快速增加负荷的指令，通过自动发电控制联合蓄能设施功率控制柜9控制蓄能设施10放电实现发电厂的发电负荷增加；或通过减小电压缩机5的耗电功率实现增加发电负荷调节的指令；或通过机组本身的一次调频升负荷手段实现，所述机组本身的一次调频升负荷手段包括自动发电控制联合数字电液增加调节气门开度、切除某级高压加热器、切除某级低压加热器或凝结水节流中的至少一种。
在本实用新型的部分实施方式中，发电厂每一台机组都可以联动一台或多台电压缩机5或蓄能设施10响应电网调频。
在本实用新型的部分实施方式中，发电厂内的多台机组也可以通过供电线路切换共用一台或多台电压缩机5或蓄能设施10响应电网调频。
实施例1
如图2所示，一种电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，包括：
调频控制模块，包括电网电力调度中心和电厂集中控制系统，所述调频控制模块连接到供电控制模块和功率控制柜，用于控制所述供电控制模块和功率控制柜；
供电控制模块，所述供电控制模块输入端连接到电厂输出，输出端连接到功率控制柜，用于将电厂输出的电能进行转换后输送给功率控制柜，或控制蓄能设施通过变压器和开关向发电机出口线路放电；
功率控制柜，包括电压缩机功率控制柜6和蓄能设施功率控制柜9，所述电压缩机功率控制柜6用于直接连接或经过变压后控制电压缩机5 的功率，所述蓄能设施功率控制柜9用于直接连接或经过变压后控制蓄能设施10的蓄电功率或放电功率；
还包括电压缩机5和蓄能设施10。
本实施例中，所述供电控制模块包括：第一变压器3和第一开关3-1。其中，输入的电压经过第一变压器3进行变压后经过第一开关3-1输送给功率控制柜，也可不经过第一变压3直接给功率控制柜供电。
此外，本实施例还包括第四变压器8和第四开关8-1。通过第四变压器8可将控制蓄能设施10的放电电压经过变压后经过给发电机出口线路供电，或者，所述蓄能设施10的放电电压也可不经过第四变压器8 变压直接给发电机出口线路供电。
为了进一步提高本实用新型的有益效果，本实用新型所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，还可包括：热量输出模块或冷热量输出模块。具体的，所述热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器 7的输出热量，另一端将所述热量输出到热量利用设施11；所述冷热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器7的输出冷量，另一端将所述冷量输出到冷量利用设施12。所述热量利用设施11包括区域供热管网 11-1、电厂热力循环系统11-2和工业蒸汽11-3中的至少一种；所述冷量利用设施12包括区域供冷管网12-1、制冰设备12-2和大型冷库供冷设施12-3中的至少一种。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，所不同的是，其中电压缩机5或蓄能设施10的供电在机组升压站后220kV～500kV接线，然后经过降压器降压到380V～110kV 给电压缩机供电或给蓄能设施充电。
实施例3
如图4所示，本实施例与实施例1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，所不同的是，其中电压缩机5或蓄能设施10的供电在厂用电线路上接线，如果厂用电线路电压与电压缩机5或蓄能设施10 供电要求电压一致，则可直接通过电气开关接线，如果电压不同经过变压器调压到380V～110kV给电压缩机5或蓄能设施10供电。
实施例4
本实施例电压缩制冷机组或电压缩热泵的供电方式可以采用上述
实施例1、2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例主要的不同之处是电压缩热泵加热出来的热水直接打入集中供热管网，如果电压缩热泵加热出来的是蒸汽，则直接对外供蒸汽.
实施例5
如图5所示，本实施例电压缩制冷机组或电压缩热泵的供电方式可以采用实施例1、2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例的不同之处是，本实施例采用了电压缩热泵，并利用热量输出模块将所述热量通过供热输出接口11-4输出到热量利用设施11。所述热量利用设施11 为区域供热管网11-1。电压缩热泵提供的热量用于进行集中供热。
实施例6
如图5所示，本实施例电压缩制冷机组或电压缩热泵的供电方式可以采用实施例1、2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例的不同之处是，本实施例采用了电压缩热泵，并利用热量输出模块将所述热量通过供热输出接口11-4输出到热量利用设施11。所述热量利用设施11 为电厂热力循环系统11-2。电压缩热泵加热出来的热水根据其参数直接打入电厂热力循环系统的适当位置。
实施例7
如图5所示，本实施例电压缩制冷机组或电压缩热泵的供电方式可以采用实施例1、2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例的不同之处是，本实施例采用了电压缩热泵，并利用热量输出模块将所述热量通过供热输出接口11-4输出到热量利用设施11。所述热量利用设施11 为工业蒸汽11-3。电压缩热泵加热出来的热水根据蒸汽参数将此蒸汽打入电厂热力循环系统的适当位置。
实施例8
如图6所示，本实施例电压缩制冷机组或电压缩热泵的供电方式可以采用实施例1、2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例主要的不同之处是，本实施例采用了电压缩机，并利用冷量输出模块为大型冷库供冷设施12-3。电压缩机生产出来的冷量通过供冷输出接口12-4给电厂内或附近的大型冷库供冷，常期保证冷库内部的低温状态。
实施例9
如图6所示，本实施例电压缩制冷机组或电压缩热泵的供电方式可以采用实施例1、2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例主要的不同之处是，本实施例采用了电压缩制冷机组，并利用冷量输出模块将所述冷量通过供冷输出接口12-4输出到冷量利用设施12。所述冷量利用设施12为制冰设备12-2。电压缩制冷机组生产出来的冷量用于大量制冰。
实施例10
如图6所示，本实施例电压缩机或电压缩热泵的供电方式可以采用实施例1、2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例主要的不同之处是，本实施例采用了电压缩制冷机组，并利用冷量输出模块将所述冷量通过供冷输出接口12-4输出到冷量利用设施12。所述冷量利用设施 12为区域供冷管网12-1。电压缩制冷机组生产出来的冷水用于区域供冷管网，供冷管网给厂区内办公楼宇或附近的商业建筑进行集中供冷。
实施例11
如图7所示，本实施例蓄能设施10的供电方式可以采用实施例1、 2、3的任意一种供电方式，与上述三个实施例主要的不同之处是单独用蓄能设施10的充放电来进行电网调频。
尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本实用新型，但本领域的技术人员可以理解，可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本实用新型的范围。以上结合本实用新型的具体实施例做了详细描述，但并非是对本实用新型的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围。
Claims (23)
1.一种电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，包括：
调频控制模块，包括电网电力调度中心和电厂集中控制系统，所述调频控制模块连接到供电控制模块和功率控制柜，用于控制所述供电控制模块和功率控制柜；
供电控制模块，所述供电控制模块输入端连接到电厂输出，输出端连接到功率控制柜，用于将电厂输出的电能进行转换后输送给功率控制柜，或控制蓄能设施通过变压器和开关向发电机出口线路放电；
功率控制柜，包括电压缩机功率控制柜(6)和/或蓄能设施功率控制柜(9)，所述电压缩机功率控制柜(6)用于直接连接或经过变压后控制电压缩机(5)的功率，所述蓄能设施功率控制柜(9)用于直接连接或经过变压后控制蓄能设施(10)的蓄电功率或放电功率；
电压缩机(5)，包括电压缩热泵或电压缩制冷机组中的任意一种，所述电压缩热泵用于将输入的电能转换成热能，所述电压缩制冷机组用于将输入的电能转换成冷能；
蓄能设施(10)，用于蓄电或放电。
2.根据权利要求1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述供电控制模块包括：
第一变压器(3)和第一开关(3-1)；
输入的电压经过第一变压器(3)进行变压后经过第一开关(3-1)输送给功率控制柜；或不经过第一变压器(3)直接给功率控制柜供电。
3.根据权利要求1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，电厂输出电压通过升压变压器(1)升压到220kV～500kV后输出到电网，所述供电控制模块包括：
第二变压器(2)，用于将输入的电压变压后经过第二开关(2-1)输送给功率控制柜。
4.根据权利要求1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述供电控制模块包括：
第三变压器(4)和第三开关(4-1)；
输入的电压经过第三变压器(4)进行变压后经过第三开关(4-1)输送给功率控制柜；或不经过第三变压器(4)变压直接给功率控制柜供电。
5.根据权利要求1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述供电控制模块包括：
第四变压器(8)和第四开关(8-1)；
控制蓄能设施(10)的放电电压经过第四变压器(8)变压后经过第四开关(8-1)给发电机出口线路供电；或不经过第四变压器(8)变压直接给发电机出口线路供电。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于还包括：
热量输出模块或冷热量输出模块，所述热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器(7)的输出热量，另一端将所述热量输出到热量利用设施(11)；所述冷热量输出模块的一端接收电压缩机一次换热器(7)的输出冷量，另一端将所述冷量输出到冷量利用设施(12)。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于：
所述调频控制模块用于执行以下调频操作中的至少一种：发电机组一次调频控制、发电机组二次调频控制、发电机组数字电液调节和自动发电控制。
8.根据权利要求7所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的调频控制模块中的一次调频、二次调频和自动发电控制的控制指令可以直接作用在电压缩机功率控制柜(6)或蓄能设施功率控制柜(9)上。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的调频控制模块中控制指令直接作用在电压缩机功率控制柜(6)或蓄能设施功率控制柜(9)上，通过电压缩机(5)的功率的快速增加和减少，或通过蓄能设施(10)的快速充电放电，实现机组发电机出口负荷保持不变的情况下，整个发电厂的上网电量跟随电网调频控制信号做出快速响应和负荷变化。
10.根据权利要求9所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的电压缩机(5)的功率的快速增加和减少，可以通过电压缩机功率控制柜(6)调节功率实现，也可以通过调节供给电压缩机(5)的供电电压实现。
11.根据权利要求9所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的蓄能设施(10)的充放电功率的快速变化，可以通过蓄能设施功率控制柜(9)调节实现。
12.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的电压缩机(5)的功率的快速增加和减少的响应时间为30s到5分钟；电压缩机的功率调整范围从0％负荷到100％负荷。
13.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的电压缩机(5)为容积式压缩机、回转式压缩机，或离心式压缩机中的任意一种。
14.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的蓄能设施(10)是物理储能设施、电化学储能设施、电磁储能设施、氢储能设施和相变储能设施中的至少一种，所述蓄能设施(10)最终的能源输入和输出以电能的形式参与调频。
15.根据权利要求14所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的物理储能设施可以是飞轮储能设施、压缩空气储能设施、液态空气储能设施、重力储能设施中的至少一种；所述的电化学储能设施可以是锂离子电池，铅酸、铅碳、镍氢、镍镉、钠硫、钒液硫、镁、镍锌、锌空气蓄电池中的一种或几种。
16.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的电压缩机(5)的供电电压范围为380V到110kV。
17.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的电压缩机(5)的功率范围为3MW到100MW。
18.根据权利要求6所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述热量利用设施(11)包括区域供热管网(11-1)、电厂热力循环系统(11-2)和工业蒸汽(11-3)中的至少一种；所述的电压缩机(5)为电压缩热泵，所述电压缩热泵及热量输出模块在冬季供热季与所述区域供热管网连接对外供热或提供所述工业蒸汽，在非供热季和对于纯凝机组均采用将输出的热水或蒸汽根据参数打入所述电厂热力循环系统中。
19.根据权利要求6所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述冷量利用设施(12)包括区域供冷管网(12-1)、制冰设备(12-2)和大型冷库供冷设施(12-3)中的至少一种；所述的电压缩机(5)为电压缩制冷机组，所述电压缩制冷机组及冷量输出模块将冷量输出到区域制冷管网、制冰设备或大型冷库供冷设施中的至少一种。
20.根据权利要求1-5中任意一项所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，发电厂每台机组的调频功率调节范围在±1％～±6％MCR，机组设置为按额定功率满发，通过设置±1％～±6％MCR对应的功率范围的电压缩机(5)或蓄能设施(10)与机组联动进行调频响应，此时，机组自动发电控制响应调频控制是依靠电压缩机功率的增加或减少或蓄能设施的充放电功率变化实现。
21.根据权利要求20所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，所述的发电厂每台机组的调频功率调节范围在±1％～±6％MCR，对于要求发电厂快速降负荷的电网调频指令，通过投入电压缩机(5)并增加其电功率实现向下的负荷调节指令，或通过投入蓄能设施(10)并增加其蓄电功率实现向下的负荷调节指令；
对于要求发电厂快速增加负荷的指令，通过自动发电控制联合蓄能设施功率控制柜(9)控制蓄能设施(10)放电实现发电厂的发电负荷增加；或通过减小电压缩机(5)的耗电功率实现增加发电负荷调节的指令；或通过机组本身的一次调频升负荷手段实现，所述机组本身的一次调频升负荷手段包括自动发电控制联合数字电液增加调节气门开度、切除某级高压加热器、切除某级低压加热器或凝结水节流中的至少一种。
22.根据权利要求1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，发电厂每一台机组都可以联动一台或多台电压缩机(5)或蓄能设施(10)响应电网调频。
23.根据权利要求1所述的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统，其特征在于，发电厂内的多台机组也可以通过供电线路切换共用一台或多台电压缩机(5)或蓄能设施(10)响应电网调频。
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|---|---|---|---|---|
| CN107612001A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-19 | 赫普科技发展（北京）有限公司 | 一种用于火电厂的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统 |
| CN108683200A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-10-19 | 贵州电网有限责任公司 | 一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法 |
| CN110281793A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-27 | 赫普能源环境科技有限公司 | 一种发电厂内设置可插拔或可移动充电站的系统和方法 |
| CN110601237A (zh) * | 2019-11-07 | 2019-12-20 | 上海豫源电力科技有限公司 | 一种飞轮储能联合锂电储能进行火电调频的系统 |
| CN112952871A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-11 | 西安交通大学 | 具备一次调频能力的等温压缩空气储能系统及其运行方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107612001A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-19 | 赫普科技发展（北京）有限公司 | 一种用于火电厂的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统 |
| CN107612001B (zh) * | 2017-10-10 | 2023-12-29 | 赫普能源环境科技股份有限公司 | 一种用于火电厂的电压缩机与蓄电设施联合的电网调频系统 |
| CN108683200A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-10-19 | 贵州电网有限责任公司 | 一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法 |
| CN108683200B (zh) * | 2018-05-25 | 2021-03-02 | 贵州电网有限责任公司 | 一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法 |
| CN110281793A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-27 | 赫普能源环境科技有限公司 | 一种发电厂内设置可插拔或可移动充电站的系统和方法 |
| CN110601237A (zh) * | 2019-11-07 | 2019-12-20 | 上海豫源电力科技有限公司 | 一种飞轮储能联合锂电储能进行火电调频的系统 |
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