CN216794638U - 一种火电厂用储能集中换流系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电厂用储能集中换流系统，包括：火电发电厂用供电单元、储能集中换流变压单元和储能装置单元；所述储能装置单元分为A、B两个单元，分别通过直流断路器连接至所述储能集中换流变压单元中储能A、B段，储能A、B段分别通过集中换流装置连接至所述火电发电厂用供电单元中厂用A、B段的6kV/400V降压变，实现储能单元与火电机组厂用电能量交换，使储能参与到火电机组调节过程中。本实用新型通过对储能单元的集中换流，克服单个储能换流装置控制复杂，故障率高的缺点。采用集中换流PCS装置，实现储能单元与火电机组之间大功率能量交换。

Description

一种火电厂用储能集中换流系统

技术领域

本实用新型涉及一种火电厂用储能集中换流系统，通过对储能单元的集中换流，克服单个储能换流装置控制复杂，故障率高的缺点。采用集中换流PCS 装置，实现储能单元与火电机组之间大功率能量交换。

背景技术

近年来，随着储能产业的发展，多种新型储能技术不断突破，在越来越多的场景实现示范应用，主要有储热技术、氢储能技术、电磁储能和飞轮储能等。随着风电和光伏的并网量增加、互联大电网的快速发展、大容量发电和远距离输电，使得电力系统的调节任务更加繁重。储能单元作为可以灵活充放电的电源，能够实现在电网中动态吸收、释放能量，且因为其响应快速、控制灵活，在维持电网电压稳定有无可替代的优势。

目前在火电储能领域，大多单个储能单元配置单个PCS装置，这无疑增加了设备故障率，且储能系统配合火电机组进行调节时，功率调节范围为WM级，不需要精确到kW级别控制，所以单个储能单元配置单个PCS装置模式，不适用于火电储能领域。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种火电厂用储能集中换流系统，通过对储能单元的集中换流，克服单个储能换流装置控制复杂，故障率高的缺点。采用集中换流PCS装置，实现储能单元与火电机组之间大功率能量交换。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案来实现：

一种火电厂用储能集中换流系统，包括：火电发电厂用供电单元、储能集中换流变压单元和储能装置单元；

所述储能装置单元分为A、B两个单元，分别通过直流断路器连接至所述储能集中换流变压单元中储能A、B段，储能A、B段分别通过集中换流装置连接至所述火电发电厂用供电单元中厂用A、B段的6kV/400V降压变，实现储能单元与火电机组厂用电能量交换，使储能参与到火电机组调节过程中。

本实用新型进一步的改进在于，所述火电发电厂用供电单元包括：火电发电机、火电机组厂用分裂绕组变压器、6.3kV厂用电A段、A段厂用负荷并网开关、A段厂用负荷、6.3kV厂用电B段、B段厂用负荷并网开关和B段厂用负荷；

所述火电发电机出口连接有所述火电机组厂用分裂绕组变压器高压侧，所述6.3kV厂用电A段连接至所述火电机组厂用分裂绕组变压器低压侧A分支，所述A段厂用负荷通过所述A段厂用负荷并网开关连接至所述6.3kV厂用电A 段；所述6.3kV厂用电B段连接至所述火电机组厂用分裂绕组变压器低压侧B 分支，所述B段厂用负荷通过所述B段厂用负荷并网开关连接至所述6.3kV厂用电B段。

本实用新型进一步的改进在于，所述储能集中换流变压单元包括：A段储能并网开关、A段储能6kV/400V降压变、A段储能集中换流装置、B段储能并网开关、B段储能6kV/400V降压变和B段储能集中换流装置；

所述A段储能6kV/400V降压变高压侧通过所述A段储能并网开关连接至所述6.3kV厂用电A段，所述A段储能集中换流装置交流侧连接至所述A段储能6kV/400V降压变低压侧；所述B段储能6kV/400V降压变高压侧通过所述B 段储能并网开关连接至所述6.3kV厂用电B段，所述B段储能集中换流装置交流侧连接至所述B段储能6kV/400V降压变低压侧。

本实用新型进一步的改进在于，所述A段储能集中换流装置和所述B段储能集中换流装置能够实现储能单元与火电机组之间大功率能量交换，配合火电机组进行WM级功率调节。

本实用新型进一步的改进在于，所述A段储能集中换流装置和所述B段储能集中换流装置采用大功率高频IGBT元器件，储能系统所能提供的最大短路电流不超过其额定电流的1.5倍。

本实用新型进一步的改进在于，所述储能装置单元包括：A段储能直流断路器、A段储能设备、B段储能直流断路器和B段储能设备；

所述A段储能设备通过所述A段储能直流断路器连接至所述A段储能集中换流装置直流侧，所述B段储能设备通过所述B段储能直流断路器连接至所述 B段储能集中换流装置直流侧。

本实用新型进一步的改进在于，所述A段储能设备、所述B段储能设备通过所述A段储能集中换流装置和所述B段储能集中换流装置，实现功率集中交换。

本实用新型进一步的改进在于，将储能单元视为厂用负荷，通过开断所述A 段储能并网开关和所述B段储能并网开关实现储能单元投切。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益的技术效果：

1.本实用新型采用集中换流装置克服单个储能换流装置控制复杂，故障率高的缺点，实现储能单元与火电机组之间大功率能量交换，可以配合火电机组进行WM级功率调节，适用于火电储能领域。

2.本实用新型采用集中换流装置采用大功率高频IGBT元器件，储能系统所能提供的最大短路电流不超过其额定电流的1.5倍，不会对原火电厂用保护系统造成影响。

3.本实用新型中储能单元通过直流断路器、集中换流装置、6kV/400V降压变及储能并网开关与火电机组厂用6.3kV连接，实现储能单元与火电机组能量交换，将储能装置连接至火电机组厂用段，工程改动较小，可以将储能单元视为厂用负荷，通过开断储能并网开关实现储能单元投切。

附图说明

图1为本实用新型一种火电厂用储能集中换流系统的结构示意图。

附图标记说明：

1—火电发电厂用供电单元；2—储能集中换流变压单元；3—储能装置单元；

1-1—火电发电机；1-2—火电机组厂用分裂绕组变压器；1-3—6.3kV厂用电 A段；1-4—A段厂用负荷并网开关；1-5—A段厂用负荷；1-6—6.3kV厂用电B 段；1-7—B段厂用负荷并网开关；1-8—B段厂用负荷；

2-1—A段储能并网开关；2-2—A段储能6kV/400V降压变；2-3—A段储能集中换流装置；2-4—B段储能并网开关；2-5—B段储能6kV/400V降压变；2-6—B 段储能集中换流装置；

3-1—A段储能直流断路器；3-2—A段储能设备；3-3—B段储能直流断路器； 3-4—B段储能设备。

具体实施方式

下面通过附图，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种火电厂用储能集中换流系统，包括：火电发电厂用供电单元1、储能集中换流变压单元2和储能装置单元3；所述储能装置单元3分为A、B两个单元，分别通过直流断路器连接至所述储能集中换流变压单元2中储能A、B段，储能A、B段分别通过集中换流装置连接至所述火电发电厂用供电单元1中厂用A、B段的6kV/400V降压变，实现储能单元与火电机组厂用电能量交换，使储能参与到火电机组调节过程中。

所述火电发电厂用供电单元1包括：火电发电机1-1、火电机组厂用分裂绕组变压器1-2、6.3kV厂用电A段1-3、A段厂用负荷并网开关1-4、A段厂用负荷1-5、6.3kV厂用电B段1-6、B段厂用负荷并网开关1-7和B段厂用负荷1-8。所述火电发电机1-1出口连接有所述火电机组厂用分裂绕组变压器1-2高压侧，所述6.3kV厂用电A段1-3连接至所述火电机组厂用分裂绕组变压器1-2低压侧 A分支，所述A段厂用负荷1-5通过所述A段厂用负荷并网开关1-4连接至所述6.3kV厂用电A段1-3。所述6.3kV厂用电B段1-6连接至所述火电机组厂用分裂绕组变压器1-2低压侧B分支，所述B段厂用负荷1-8通过所述B段厂用负荷并网开关1-7连接至所述6.3kV厂用电B段1-6。

所述储能集中换流变压单元2包括：A段储能并网开关2-1、A段储能6kV/400V 降压变2-2、A段储能集中换流装置2-3、B段储能并网开关2-4、B段储能 6kV/400V降压变2-5和B段储能集中换流装置2-6。

所述A段储能6kV/400V降压变2-2高压侧通过所述A段储能并网开关2-1 连接至所述6.3kV厂用电A段1-3，所述A段储能集中换流装置2-3交流侧连接至所述A段储能6kV/400V降压变2-2低压侧。所述B段储能6kV/400V降压变 2-5高压侧通过所述B段储能并网开关2-4连接至所述6.3kV厂用电B段1-6，所述B段储能集中换流装置2-6交流侧连接至所述B段储能6kV/400V降压变 2-5低压侧。

所述A段储能集中换流装置2-3、所述B段储能集中换流装置2-6可以实现储能单元与火电机组之间大功率能量交换，可以配合火电机组进行WM级功率调节，适用于火电储能领域。所述A段储能集中换流装置2-3、所述B段储能集中换流装置2-6采用大功率高频IGBT元器件，储能系统所能提供的最大短路电流不超过其额定电流的1.5倍，不会对原火电厂用保护系统造成影响。

所述储能装置单元3包括：A段储能直流断路器3-1、A段储能设备3-2、B 段储能直流断路器3-3和B段储能设备3-4。

所述A段储能设备3-2通过所述A段储能直流断路器3-1连接至所述A段储能集中换流装置2-3直流侧，所述B段储能设备3-4通过所述B段储能直流断路器3-3连接至所述B段储能集中换流装置2-6直流侧。

所述A段储能设备3-2、所述B段储能设备3-4通过所述A段储能集中换流装置2-3、所述B段储能集中换流装置2-6，实现功率集中交换，不需要在所述A段储能设备3-2、所述B段储能设备3-4中单个储能装置连接储能换流器。节约了材料成本，工程改动较小，可以将储能单元视为厂用负荷，通过开断所述A段储能并网开关2-1、所述B段储能并网开关2-4实现储能单元投切，更适用于储能辅助火电调节领域。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，包括：火电发电厂用供电单元(1)、储能集中换流变压单元(2)和储能装置单元(3)；

所述储能装置单元(3)分为A、B两个单元，分别通过直流断路器连接至所述储能集中换流变压单元(2)中储能A、B段，储能A、B段分别通过集中换流装置连接至所述火电发电厂用供电单元(1)中厂用A、B段的6kV/400V降压变，实现储能单元与火电机组厂用电能量交换，使储能参与到火电机组调节过程中。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，所述火电发电厂用供电单元(1)包括：火电发电机(1-1)、火电机组厂用分裂绕组变压器(1-2)、6.3kV厂用电A段(1-3)、A段厂用负荷并网开关(1-4)、A段厂用负荷(1-5)、6.3kV厂用电B段(1-6)、B段厂用负荷并网开关(1-7)和B段厂用负荷(1-8)；

所述火电发电机(1-1)出口连接有所述火电机组厂用分裂绕组变压器(1-2)高压侧，所述6.3kV厂用电A段(1-3)连接至所述火电机组厂用分裂绕组变压器(1-2)低压侧A分支，所述A段厂用负荷(1-5)通过所述A段厂用负荷并网开关(1-4)连接至所述6.3kV厂用电A段(1-3)；所述6.3kV厂用电B段(1-6)连接至所述火电机组厂用分裂绕组变压器(1-2)低压侧B分支，所述B段厂用负荷(1-8)通过所述B段厂用负荷并网开关(1-7)连接至所述6.3kV厂用电B段(1-6)。

3.根据权利要求2所述的一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，所述储能集中换流变压单元(2)包括：A段储能并网开关(2-1)、A段储能6kV/400V降压变(2-2)、A段储能集中换流装置(2-3)、B段储能并网开关(2-4)、B段储能6kV/400V降压变(2-5)和B段储能集中换流装置(2-6)；

所述A段储能6kV/400V降压变(2-2)高压侧通过所述A段储能并网开关(2-1)连接至所述6.3kV厂用电A段(1-3)，所述A段储能集中换流装置(2-3)交流侧连接至所述A段储能6kV/400V降压变(2-2)低压侧；所述B段储能6kV/400V降压变(2-5)高压侧通过所述B段储能并网开关(2-4)连接至所述6.3kV厂用电B段(1-6)，所述B段储能集中换流装置(2-6)交流侧连接至所述B段储能6kV/400V降压变(2-5)低压侧。

4.根据权利要求3所述的一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，所述A段储能集中换流装置(2-3)和所述B段储能集中换流装置(2-6)能够实现储能单元与火电机组之间大功率能量交换，配合火电机组进行WM级功率调节。

5.根据权利要求3所述的一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，所述A段储能集中换流装置(2-3)和所述B段储能集中换流装置(2-6)采用大功率高频IGBT元器件，储能系统所能提供的最大短路电流不超过其额定电流的1.5倍。

6.根据权利要求3所述的一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，所述储能装置单元(3)包括：A段储能直流断路器(3-1)、A段储能设备(3-2)、B段储能直流断路器(3-3)和B段储能设备(3-4)；

所述A段储能设备(3-2)通过所述A段储能直流断路器(3-1)连接至所述A段储能集中换流装置(2-3)直流侧，所述B段储能设备(3-4)通过所述B段储能直流断路器(3-3)连接至所述B段储能集中换流装置(2-6)直流侧。

7.根据权利要求6所述的一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，所述A段储能设备(3-2)、所述B段储能设备(3-4)通过所述A段储能集中换流装置(2-3)和所述B段储能集中换流装置(2-6)，实现功率集中交换。

8.根据权利要求6所述的一种火电厂用储能集中换流系统，其特征在于，将储能单元视为厂用负荷，通过开断所述A段储能并网开关(2-1)和所述B段储能并网开关(2-4)实现储能单元投切。

Images