CN213213117U - 一种火电机组调频控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种火电机组调频控制系统，包括：中央控制系统，所述中央控制系统用于输出向储能控制系统与火电机组的工况相匹配的机组工况标识；储能控制系统，用于向所述储能系统输出与所述中央控制系统输出的机组工况标识相匹配工况指令，所述工况指令为用于控制所述储能系统的工况的控制指令；储能系统，所述储能系统的输出端与火电机组相连，所述储能系统的控制端与所述储能控制系统的输出端相连，使储能系统完美贴合火电机组运行，以最小出力获得最大收益及较高的性能指标。

Description

一种火电机组调频控制系统

技术领域

本实用新型涉及电气控制技术领域，具体涉及一种电化学储能辅助火电机组调频的控制系统。

背景技术

目前国内所有电化学储能与火电机组联合调频系统中，当机组由于自身原因导致储能联合负荷无法跟踪指令时，由于储能系统对机组参数采集不全面，逻辑不能判断机组实时运行情况，储能系统会持续补偿机组出力偏差，此时储能补偿为无用补偿，既增加了电池系统损耗，也降低了电池的使用寿命，给设备带来安全隐患，除影响调频系统收益外，对电网电能质量也产生一定影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种火电机组调频控制系统，以使得储能系统的输出工况跟随火电机组的工况变化而变化。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种火电机组调频控制系统，包括：

中央控制系统，所述中央控制系统用于输出向储能控制系统与火电机组的工况相匹配的机组工况标识；

储能控制系统，用于向所述储能系统输出与所述中央控制系统输出的机组工况标识相匹配工况指令，所述工况指令为用于控制所述储能系统的工况的控制指令；

储能系统，所述储能系统的输出端与火电机组相连，所述储能系统的控制端与所述储能控制系统的输出端相连。

可选的，上述火电机组调频控制系统中，所述储能系统包括：

电池阵列，所述电池阵列中包括N组串联和/或并联的储能电池；

交直流变换装置，所述交直流变换装置的第一端与所述电池阵列的供电接口相连；

第一变压器，所述第一变压器的第一端与环网母线相连，所述第一变压器的第二端与所述交直流变换装置的第二端相连；

所述火电机组通过第二变压器与所述环网母线相连。

可选的，上述火电机组调频控制系统中，所述储能系统还包括：

电池管理系统，所述电池管理系统用于对电池阵列中储能电池的工况进行控制。

可选的，上述火电机组调频控制系统中，所述电池阵列由至少两个子电池阵列组成，每个电池阵列中具有至少两组相互并联的串联储能电池组，每个串联储能电池组至少包括两个相互串联的储能电池；

所述交直流变换装置包括与所述子电池阵列的数量相匹配的子交直流变换装置，所述子交直流变换装置与所述子电池阵列一一对应相连。

可选的，上述火电机组调频控制系统中，所述子交直流变换装置与所述子电池阵列之间设置有通断开关。

可选的，上述火电机组调频控制系统中，所述交直流变换装置为双向储能变流器PCS。

可选的，上述火电机组调频控制系统中，所述储能电池为磷酸铁锂电池。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的上述方案中，所述储能系统的输出工况受所述储能控制系统控制，所述储能控制系统输出的控制指令受中央控制系统控制，所述中央控制系统基于所述火电机组的运行参数确定所述火电机组的运行工况，调取与所述运行工况相匹配的机组工况标识，将该工况标识下发到所述储能控制系统中，所述储能控制系统基于所述工况标识确定与所述工况标识相匹配的工况指令，不同的工况指令用于控制所述储能系统进入不同的工况状态，因此，使储能系统完美贴合火电机组运行，以最小出力获得最大收益及较高的性能指标。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的火电机组调频控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的储能系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对于现有技术中的上述问题，本申请公开了一种能够根据火电机组的工况数据实时调节自身工作状态的火电机组调频控制系统，参见图1，该系统可以包括：

中央控制系统100、储能控制系统200以及储能系统300；

中央控制系统100，所述中央控制系统用于输出向储能控制系统与火电机组的工况相匹配的机组工况标识；在所述火电机组运行过程中，所述中央控制系统100实时采集所述火电机组的运行参数，这些参数可以包括但不限于：主气压力、给煤量、给水量、一二次风量、燃烧数据、汽机运行数据、废气排放量等参数，所述中央控制系统100在获取到这些参数以后，基于预设映射表查询即可得到所述火电机组的当前工况，生成与所述当前工况相匹配的工况标识，将所述工况标识下发给储能控制系统。例如，在本方案中，存储有预设映射表，该预设映射表中存储有火电机组的运行参数与所述火电机组的运行工况之间的映射关系，当获取到所述火电机组的运行参数后，基于这些运行参数查找该预设映射表，即可得到所述火电机组对应的工况数据，进而确定该工况数据对应的工况标识。

储能控制系统200，用于向所述储能系统输出与所述中央控制系统输出的机组工况标识相匹配工况指令，所述工况指令为用于控制所述储能系统的工况的控制指令；所述储能控制系统在获取到所述工况指令后，可以由预设的映射表中确定与所述工况指令相匹配的工况指令，该预设映射表中存储有所述储能系统的工况与工况指令之间的映射关系，所述储能控制系统基于所述工况指令调节所述储能系统的输出工况，从而使得所述

储能系统300，所述储能系统的输出端与火电机组相连，所述储能系统的控制端与所述储能控制系统的输出端相连；

在本方案中，所述储能系统的输出工况受所述储能控制系统200控制，所述储能控制系统200输出的控制指令受中央控制系统100控制，所述中央控制系统100基于所述火电机组的运行参数确定所述火电机组的运行工况，调取与所述运行工况相匹配的机组工况标识，将该工况标识下发到所述储能控制系统中，所述储能控制系统基于所述工况标识确定与所述工况标识相匹配的工况指令，不同的工况指令用于控制所述储能系统进入不同的工况状态，因此，使储能系统完美贴合火电机组运行，以最小出力获得最大收益及较高的性能指标。在本申请上述实施例公开的技术方案中，可以于现在所述储能控制系统200以及所述中央控制系统100，设置两个预设映射表，其中，所述中央控制系统100中的预设映射表用于提供火电机组的运行参数与所述工况标识之间的映射关系，所述中央控制系统100可以基于该映射关系确定所述工况标识，所述储能控制系统200中的映射表用于提供所述工况标识与工况指令之间的映射关系，所述储能控制系统200可以基于该映射表确定所述工况指令。

参见图2，本申请实施例公开的所述储能系统可以包括：

电池阵列01，所述电池阵列中包括N组串联和/或并联的储能电池；所述电池阵列01的数量可以依据用户需求自行设定，在本方案中，所述电池阵列01可以由在由至少两个子电池阵列组成，每个电池阵列中具有至少两组相互并联的串联储能电池组，每个串联储能电池组至少包括两个相互串联的储能电池，这些子电池阵列并联以后，构成所述电池阵列01；

交直流变换装置02，所述交直流变换装置的第一端与所述电池阵列的供电接口相连，所述交直流变换装置的类型可以由用户自行选择，只要其能够实现双向AC-DC转换即可，例如，其可以为双向储能变流器PCS。所述交直流变换装置02用于实现交直流的双向转换，当所述储能电池充电时，其将由电网获取到的交流电转换为直流电发送给所述电池阵列，当需要向电网提供电能时，其将由储能电池获取到的直流电逆变为交流电发送给所述电网；与所述子电池阵列相对应，所述交直流变换装置02的数量也可以为多个，即，所述交直流变换装置包括与所述子电池阵列的数量相匹配的子交直流变换装置，所述子交直流变换装置与所述子电池阵列一一对应相连。

第一变压器03，所述第一变压器的第一端与环网母线相连，所述第一变压器的第二端与所述交直流变换装置的第二端相连，所述第一变压器用于对获取到的电压进行升压/降压处理，使其能适配电网电压或者是适配所述交直流电换装置的输入电压；

在现有场景中，所述火电机组通过第二变压器与所述环网母线相连，当所述电池阵列01有功率输出时，所述电池阵列01输出电能至所述交直流变换装置02，所述交直流变换装置02将获取到的直流信号转换成交流信号发送个所述第一变压器03，所述第一变压器03对获取到的交流电压升压，并将升压后的电压信号加载到所述环网母线中，所述火电机组既可以通过与其相连的第二变压器由所述环网母线取电。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，所述储能系统还包括：电池管理系统，所述电池管理系统用于对电池阵列中储能电池的工况进行控制。

所述储能系统的配置参数可以依据用户需求自行设定，例如，所述储能系统的总功率可以配置为9MW，总容量可以为4.5MWh，此时，该储能系统中可以由多个标准储能系统单元构成，如果标准储能系统单元的配置参数为2MW/995kWh时，所述储能系统中需要包括4.5个标准储能系统单元(其中一个单元配备标准单元的一半容量和功率的配置)。

在本申请实施例公开的技术方案中，电池阵列01可以采用集装箱式设计方案，电池阵列01内采用的储能电池为磷酸铁锂电池模组，所述储能控制系统、电池阵列、以及用于检测储能电池的辅助系统(温湿度控制系统、消防系统)等，在本方案中，所述电池管理系统用于负责电池工况的管理工作，其可以采用现有技术中现有的电池管理系统，以实现如下功能：1)运行数据查询、事件查询、定值数据查询和修改、充放校正查询和校正控制、模式控制以及断路器控制。PCS监控。2)能量管理调度。计算可用功率，可用容量等；3)根据AGC指令和当前的可用功率、可用容量，分别向各个PCS分配功率；4)与中央控制系统系统实时交互，并计算机组调频因子，送至中央控制系统，完成联合调频功能。

在本申请实施例公开的上述方案中，为了便于所述电池阵列01切入和切除，上述方案中，所述子交直流变换装置与所述子电池阵列之间设置有通断开关K1，所述通过控制所述通断开关的状态，可以控制所述电池阵列01与所述环网母线之间导通或断开，所述第一变压器与所述环网母线之间设置有控制开关K2，且，在本申请实施例公开的技术方案中，两组或多组火电机组调频控制系统之间可以为并联关系，并连后的火电机组调频控制系统，通过共同的控制开关K3与所述环网母线相连。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种火电机组调频控制系统，其特征在于，包括：

中央控制系统，所述中央控制系统用于输出向储能控制系统与火电机组的工况相匹配的机组工况标识；

储能控制系统，用于向储能系统输出与所述中央控制系统输出的机组工况标识相匹配工况指令，所述工况指令为用于控制所述储能系统的工况的控制指令；

储能系统，所述储能系统的输出端与火电机组相连，所述储能系统的控制端与所述储能控制系统的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的火电机组调频控制系统，其特征在于，所述储能系统包括：

电池阵列，所述电池阵列中包括N组串联和/或并联的储能电池；

交直流变换装置，所述交直流变换装置的第一端与所述电池阵列的供电接口相连；

第一变压器，所述第一变压器的第一端与环网母线相连，所述第一变压器的第二端与所述交直流变换装置的第二端相连；

所述火电机组通过第二变压器与所述环网母线相连。

3.根据权利要求2所述的火电机组调频控制系统，其特征在于，所述储能系统还包括：

电池管理系统，所述电池管理系统用于对电池阵列中储能电池的工况进行控制。

4.根据权利要求2所述的火电机组调频控制系统，其特征在于，

所述电池阵列由至少两个子电池阵列组成，每个电池阵列中具有至少两组相互并联的串联储能电池组，每个串联储能电池组至少包括两个相互串联的储能电池；

所述交直流变换装置包括与所述子电池阵列的数量相匹配的子交直流变换装置，所述子交直流变换装置与所述子电池阵列一一对应相连。

5.根据权利要求4所述的火电机组调频控制系统，其特征在于，所述子交直流变换装置与所述子电池阵列之间设置有通断开关。

6.根据权利要求2所述的火电机组调频控制系统，其特征在于，所述交直流变换装置为双向储能变流器PCS。

7.根据权利要求2所述的火电机组调频控制系统，其特征在于，所述储能电池为磷酸铁锂电池。

Images