CN215419599U - 一种新能源联合火力发电机组黑启动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，实现电网全部失电情况下，利用新能源发电设备实现火力发电机黑启动，逐步恢复电网系统的供电能力。火力发电机(1)、新能源发电设备(5)、主变(2)、2号主变(2)、高厂变(3)，启备变(4)，火力发电机经主变2连接高压母线，经高厂变3连接6kV厂用电母线；新能源发电设备6经升压变5连接至6kV厂用电母线。本实用新型实现了在电网完全失电的情况下，利用新能源发电设备为火力发电机厂用负荷提供稳定的电源，实现火力发电机的黑启动，逐步恢复电网系统的供电能力。
Description
技术领域
本实用新型属于发电厂厂用电技术领域，具体涉及一种新能源联合火力发电机组黑启动系统。
背景技术
电力系统黑启动是在人为、自然灾害或设备故障导致电网大面积停电的情况下，通过系统内具有自启动能力的机组启动，进一步带动无自启动能力的机组启动，逐步扩大系统恢复范围，尽量在最短的时间内恢复整个电网运行的过程。由于黑启动能够快速的对瓦解的电网进行恢复，能够最大程度的降低电网瓦解带来的损失，对于电网应对严重事故意义重大，电网对此非常重视。
电网恢复对黑启动机组的基本要求包括：可靠性高、启动快、所处的位置合理、接近负荷中心、有利于电网架构的恢复。然而，能够满足以上要求黑启动电源点的选择并不容易。传统的黑启动电源一般为水电机组和小型燃气机组，还有一些具备FCB功能的火力发电机组。水力火力发电机组凭借其自身启动速度快、厂用负荷较小等优点而成为最优的黑启动电源，其技术已经相当成熟。但是水电厂位置偏僻，一般距离负荷密集区较远，不在电网的最佳黑启动路径上。目前利用燃气机组作为黑启动电源也是业内一个研究热点，但燃气火力发电机组投资成本较高，不适合在现阶段大范围普及，同时存在容量小的缺点。火力发电机组容量大、数量多、分布广，但是仅有极少部分具备FCB功能，且试验有成功有失败。而一旦火力发电机组无法FCB，由于厂用负荷大，机组黑启动比较困难。如果使其具备黑启动能力，需要建设大容量的高压柴油火力发电机组，一次性投资巨大，且建成后利用率极低。因此，火力发电机组的黑启动难度大、经济性差，除非特殊需要，一般不选择火力发电机组作为黑启动电源点。
某些火力发电厂厂用电系统接入了新能源发电设备，如光伏发电系统等，但是新能源发电设备只具备MPPT功能，输出最大功率，不具备输出稳定电能的能力，无法为厂用负荷提供黑启动电源。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，实现在电网完全失电的情况下，利用新能源发电设备为火力发电机厂用负荷提供稳定的电源，实现火力发电机的黑启动，逐步恢复电网系统的供电能力。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，包括火力发电机、主变、高厂变、启备变、新能源升压变、新能源发电设备、1号高压开关、2号高压开关、1号厂用开关、2号厂用开关和3号厂用开关；其中，
所述火力发电机与主变低压侧以及高厂变高压侧相连，所述主变高压侧经1号高压开关连接高压母线，所述高厂变低压侧经1号厂用开关连接6kV厂用电母线，所述新能源发电设备与新能源升压变低压侧相连，新能源升压变高压侧经3号厂用开关与6kV厂用电母线连接，所述启备变(4)高压侧经2号高压开关与高压母线连接，低压侧经2号厂用开关与6kV厂用电母线连接。
本实用新型进一步的改进在于，新能源发电设备为光伏发电系统或风力发电系统。
本实用新型进一步的改进在于，新能源发电设备具备最大功率点跟踪模式及稳定电压模式。
本实用新型进一步的改进在于，火力发电机正常运行，新能源发电设备正常运行，新能源发电设备和火力发电机共同为火力发电机组厂用负荷供电，新能源发电设备工作在MPPT模式，输出最大发电功率，减小厂用电，火力发电机通过高厂变稳定6kV厂用电母线电压。
本实用新型进一步的改进在于，火力发电机检修时，其厂用负荷由启备变和新能源发电设备共同供电，新能源发电设备工作在MPPT模式，输出最大发电功率，减少启备变供电负荷，高压母线经启备变与6kV厂用电相连，稳定6kV厂用电母线电压。
本实用新型进一步的改进在于，机组正常运行，新能源发电设备检修时，火力发电机厂用负荷由机组通过高厂变供电。
本实用新型进一步的改进在于，火力发电机和新能源发电设备检修时，火力发电机厂用负荷由启备变供电。
本实用新型进一步的改进在于，当电网失电时，新能源发电设备切换为稳压模式，输出稳定电压，通过升压变接入6kV厂用母线，为火力发电机厂用负荷供电，实现火力发电机组黑启动。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型通过使用具有稳压功能的新能源发电设备接入6kV厂用电系统，在电网失电的情况下，新能源发电设备切换为稳压模式为6kV厂用母线上的火力发电机厂用负荷提供稳定电源，实现燃煤机组的黑启动，逐步恢复电网的供电能力。
进一步的，本实用新型在燃煤机组正常运行或检修时，通过厂用电互联，运行机组可以向检修机组厂用电负荷供电，降低机组厂用电率及启备变外购电。
附图说明
图1为本实用新型中所述新能源联合火力发电机组黑启动系统原理图。
图2为本实用新型中所述火力发电机和新能源发电设备正常时系统运行图。
图3为本实用新型中所述火力发电机检修，新能源发电设备正常时系统运行图。
图4为本实用新型中所述火力发电机正常，新能源发电设备检修时系统运行图。
图5为本实用新型中所述火力发电机和新能源发电设备检修时系统运行图。
图6为本实用新型中所述电网失电，新能源联合火力发电机黑启动系统运行图。
图中：1-火力发电机；6-新能源发电设备；2-主变；3-高厂变；4-启备变；11-1号高压开关、12-2号高压开关、21-1号厂用开关、22-2号厂用开关、23-3号厂用开关。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
如图1所示，本实用新型提供的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，包括火力发电机1、主变2、高厂变3、启备变4、新能源升压变5、双向功率转换装置6、新能源发电设备7、1号高压开关11、2号高压开关12、1号厂用开关21、2号厂用开关22、3号厂用开关23；所述火力发电机1与主变2低压侧以及高厂变3高压侧相连，所述主变2高压侧经1号高压开关11连接高压母线，所述高厂变3低压侧经1号厂用开关21连接6kV厂用电母线，所述新能源发电设备6与新能源升压变5低压侧相连，新能源升压变5高压侧经3号厂用开关23与6kV厂用电母线连接，所述启备变4高压侧经2号高压开关12与高压母线连接，低压侧经2号厂用开关22与6kV厂用电母线连接。
新能源发电设备为光伏发电系统或风力发电系统，新能源发电设备具备MPPT(最大功率点跟踪)模式及稳定电压模式。
本实用新型的工作原理如下：
火力发电机和新能源发电设备正常运行时，如图2所示，火力发电机和新能源发电设备共同为火力发电机组供电。1号高压开关11、1号厂用开关21、3号厂用开关23在合位；2号高压开关12、2号厂用开关22在分位。新能源发电设备和火力发电机共同为火力发电机组厂用负荷供电，新能源发电设备工作在MPPT模式，输出最大发电功率，减小厂用电，火力发电机通过高厂变稳定6kV厂用电母线电压。
火力发电机检修，新能源发电设备正常运行，如图4所示，由新能源发电设备和启备变共同为火力发电机1提供检修电源。2号高压开关12、2号厂用开关22、3号厂用开关23在合位；1号高压开关11、1号厂用开关21在分位，6kV厂用电母线由新能源发电设备6和启备变共同供电，新能源发电设备6工作在MPPT模式，输出最大功率，降低启备变供电功率，启备变稳定6kV厂用电母线电压。
火力发电机正常运行，新能源发电设备检修，如图4所示，火力发电机G1为其厂用负荷供电。1号高压开关11、1号厂用开关21在合位；2号高压开关12、2号厂用开关22、3号厂用开关23在分位，6kV厂用电母线由火力发电机供电。
新能源发电设备、火力发电机检修，如图5所示，火力发电机厂用电负荷由启备变4提供检修电源。2号高压开关12、2号厂用开关22在合位；1号高压开关11、1号厂用开关21、3号厂用开关23在分位，6kV厂用电母线由启备变4供电。
当电网失电，新能源发电设备切换为稳压模式，如图6所示，新能源发电设备为燃煤机组提供厂用电，启动火力发电机。
进一步，所述新能源发电设备为燃煤机组提供厂用电作为黑启动电源，具体步骤如下：
电网全部失电，新能源发电设备切换至稳压模式，连接至6kV厂用电母线，为火力发电机组厂用负荷提供电源，3号厂用开关闭合；1号高压开关、2号高压开关、1号厂用开关、2号厂用开关断开。
待机组完成启机，火力发电机和新能源发电设备共同为机组厂用负荷供电，2号厂用开关21利用同期装置与6kV厂用母线连接，1号厂用开关、3号厂用开关闭合；1号高压开关、2号高压开关、2号厂用开关断开。
火力发电机和新能源发电设备共同为机组厂用负荷供电完成，主变高压侧1号高压开关闭合，火力发电机组通过高压母线送出电能，完成黑启动，1号高压开关、1号厂用开关、3号厂用开关闭合；2号高压开关、2号厂用开关断开。
本实用新型通过使用具有稳压功能的新能源发电设备接入6kV厂用电系统，在电网失电的情况下，新能源发电设备切换为稳压模式为6kV厂用母线上的火力发电机厂用负荷提供稳定电源，实现燃煤机组的黑启动，逐步恢复电网的供电能力。
进一步的，本实用新型在燃煤机组正常运行或检修时，通过厂用电互联，运行机组可以向检修机组厂用电负荷供电，降低机组厂用电率及启备变外购电。
以上所述，仅是本发明专利的较佳实施例，并非对本发明专利作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，包括火力发电机(1)、主变(2)、高厂变(3)、启备变(4)、新能源升压变(5)、新能源发电设备(6)、1号高压开关(11)、2号高压开关(12)、1号厂用开关(21)、2号厂用开关(22)和3号厂用开关(23)；其中，
所述火力发电机(1)与主变(2)低压侧以及高厂变(3)高压侧相连，所述主变(2)高压侧经1号高压开关(11)连接高压母线，所述高厂变(3)低压侧经1号厂用开关(21)连接6kV厂用电母线，所述新能源发电设备(6)与新能源升压变(5)低压侧相连，新能源升压变(5)高压侧经3号厂用开关(23)与6kV厂用电母线连接，所述启备变(4)高压侧经2号高压开关(12)与高压母线连接，低压侧经2号厂用开关(22)与6kV厂用电母线连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，新能源发电设备(6)为光伏发电系统或风力发电系统。
3.根据权利要求1所述的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，新能源发电设备(6)具备最大功率点跟踪模式及稳定电压模式。
4.根据权利要求1所述的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，火力发电机(1)正常运行，新能源发电设备(6)正常运行，新能源发电设备(6)和火力发电机(1)共同为火力发电机组厂用负荷供电，新能源发电设备工作在MPPT模式，输出最大发电功率，减小厂用电，火力发电机通过高厂变稳定6kV厂用电母线电压。
5.根据权利要求1所述的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，火力发电机检修时，其厂用负荷由启备变和新能源发电设备(6)共同供电，新能源发电设备(6)工作在MPPT模式，输出最大发电功率，减少启备变供电负荷，高压母线经启备变与6kV厂用电相连，稳定6kV厂用电母线电压。
6.根据权利要求1所述的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，机组正常运行，新能源发电设备检修时，火力发电机厂用负荷由机组通过高厂变供电。
7.根据权利要求1所述的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，火力发电机和新能源发电设备检修时，火力发电机厂用负荷由启备变(4)供电。
8.根据权利要求1所述的一种新能源联合火力发电机组黑启动系统，其特征在于，当电网失电时，新能源发电设备切换为稳压模式，输出稳定电压，通过升压变接入6kV厂用母线，为火力发电机厂用负荷供电，实现火力发电机组黑启动。
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|---|---|---|---|---|
| CN116073435A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-05-05 | 西安热工研究院有限公司 | 一种柴发联合燃机的黑启动系统及方法 |
| WO2024001681A1 (zh) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | 华能罗源发电有限责任公司 | 混合储能辅助火电调频系统 |
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- 2021-08-19 CN CN202121962592.7U patent/CN215419599U/zh active Active
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