CN219145026U - 一种基于sop装置的调频系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于SOP装置的调频系统，其中，所述调频系统包括：发电机、发电机主变、高压厂用分裂绕组降压变、SOP装置和交流可控负荷装置；所述发电机通过所述发电机主变与电网系统连接；所述高压厂用分裂绕组降压变的高压侧连接至所述发电机的出口，所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧连接至所述SOP装置；所述SOP装置与所述交流可控负荷装置连接。本实用新型提供的技术方案，利用SOP装置对高压厂用交流可控负荷单元的负荷进行统一的调节，使得调频迅速准确，同时调频方法的应用简单。

Description

一种基于SOP装置的调频系统

技术领域

本实用新型涉及调频系统技术领域，具体涉及一种基于SOP装置的调频系统。

背景技术

随着风电和储能的并网量增加、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。目前电力系统频率调节方式主要是通过调节发电机组容量，也可切断用户负荷，进行平衡发电侧与负荷侧之间的功率差，实现系统频率的稳定控制。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频指令，暴露出频率调节慢及调节不准确等现象。

发明内容

本实用新型提供一种基于软开关(Soft Open Point,SOP)装置的调频系统，以至少解决相关技术中频率调节慢及调节不准确的技术问题。

本实用新型第一方面实施例提出一种基于SOP装置的调频系统，包括：发电机、发电机主变、高压厂用分裂绕组降压变、SOP装置和交流可控负荷装置；

所述发电机通过所述发电机主变与电网系统连接；

所述高压厂用分裂绕组降压变的高压侧连接至所述发电机的出口，所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧连接至所述SOP装置；

所述SOP装置与所述交流可控负荷装置连接。

优选的，所述调频系统还包括：第一厂用可控负荷并网开关和第二厂用可控负荷并网开关；

所述SOP装置包括：第一SOP装置和第二SOP装置；

所述第一SOP装置通过所述第一厂用可控负荷并网开关与所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧A绕组相连接；

所述第二SOP装置通过所述第二厂用可控负荷并网开关与所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧B绕组相连接。

进一步的，所述交流可控负荷装置包括：第一可控负荷装置和第二可控负荷装置；

所述第一可控负荷装置与所述第一SOP装置连接；

所述第二可控负荷装置与所述第二SOP装置连接。

进一步的，所述第一可控负荷装置包括：第一6KV交流母线、第一可控负荷A装置、第一可控负荷B装置、第一可控负荷C装置、第一可控负荷并网A开关、第一可控负荷并网B开关和第一可控负荷并网C开关；

所述第一可控负荷A装置通过所述第一可控负荷并网A开关与所述第一6KV交流母线连接；

所述第一可控负荷B装置通过所述第一可控负荷并网B开关与所述第一6KV交流母线连接；

所述第一可控负荷C装置通过所述第一可控负荷并网C开关与所述第一6KV交流母线连接。

进一步的，所述第二可控负荷装置包括：第二6KV交流母线、第二可控负荷A装置、第二可控负荷B装置、第二可控负荷C装置、第二可控负荷并网A开关、第二可控负荷并网B开关和第二可控负荷并网C开关；

所述第二可控负荷A装置通过所述第二可控负荷并网A开关与所述第二6KV交流母线连接；

所述第二可控负荷B装置通过所述第二可控负荷并网B开关与所述第二6KV交流母线连接；

所述第二可控负荷C装置通过所述第二可控负荷并网C开关与所述第二6KV交流母线连接。

进一步的，所述第一可控负荷A装置及所述第二可控负荷A装置为高压电动机。

进一步的，所述第一可控负荷B装置及第二可控负荷B装置为高压负荷。

进一步的，所述第一可控负荷C装置包括：第一小功率负荷降压变、第一小功率负荷低压交流母线、第一1段小功率负荷并网开关、第一1段小功率负荷、第一2段小功率负荷并网开关和第一2段小功率负荷；

所述第一1段小功率负荷通过所述第一1段小功率负荷并网开关与所述第一小功率负荷低压交流母线连接；

所述第一2段小功率负荷通过所述第一2段小功率负荷并网开关与所述第一小功率负荷低压交流母线连接；

所述第一小功率负荷降压变的高压侧通过所述第一可控负荷并网C开关与所述第一6KV交流母线连接，所述第一小功率负荷降压变的低压侧与所述第一小功率负荷低压交流母线连接。

进一步的，所述第二可控负荷C装置包括：第二小功率负荷降压变、第二小功率负荷低压交流母线、第二1段小功率负荷并网开关、第二1段小功率负荷、第二2段小功率负荷并网开关和第二2段小功率负荷；

所述第二1段小功率负荷通过所述第二1段小功率负荷并网开关与所述第二小功率负荷低压交流母线连接；

所述第二2段小功率负荷通过所述第二2段小功率负荷并网开关与所述第二小功率负荷低压交流母线连接；

所述第二小功率负荷降压变的高压侧通过所述第二可控负荷并网C开关与所述第二6KV交流母线连接，所述第二小功率负荷降压变的低压侧与所述第二小功率负荷低压交流母线连接。

进一步的，所述第一1段小功率负荷的个数、所述第一2段小功率负荷的个数、所述第二1段小功率负荷的个数、所述第二2段小功率负荷的个数均为N,N为大于等于1的整数。

本实用新型的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本实用新型提供的一种基于SOP装置的调频系统，其中，所述系统包括：发电机、发电机主变、高压厂用分裂绕组降压变、SOP装置和交流可控负荷装置；所述发电机通过所述发电机主变与电网系统连接；所述高压厂用分裂绕组降压变的高压侧连接至所述发电机的出口，所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧连接至所述SOP装置；所述SOP装置与所述交流可控负荷装置连接。本实用新型提供的技术方案，利用SOP装置对高压厂用交流可控负荷单元的负荷进行统一的调节，使得调频迅速准确，同时调频方法的应用简单。

本实用新型附加的方面以及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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面以及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是根据本实用新型一个实施例提供的一种基于SOP装置的调频系统的第一种结构图；

图2是根据本实用新型一个实施例提供的一种基于SOP装置的调频系统的第二种结构图；

图3是根据本实用新型一个实施例提供的第一可控负荷装置的示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例提供的第二可控负荷装置的示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例提供的第一可控负荷C装置的示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例提供的第二可控负荷C装置的示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例提供的一种基于SOP装置的调频系统的详细结构图；

附图标记：

发电机1、发电机主变2、高压厂用分裂绕组降压变3、SOP装置4、交流可控负荷装置5、第一厂用可控负荷并网开关6、第二厂用可控负荷并网开关7、第一SOP装置4-1、第二SOP装置4-2、第一可控负荷装置5-1、第二可控负荷装置5-2、第一6KV交流母线5-1-1、第一可控负荷A装置5-1-2、第一可控负荷B装置5-1-3、第一可控负荷C装置5-1-4、第一可控负荷并网A开关5-1-5、第一可控负荷并网B开关5-1-6、第一可控负荷并网C开关5-1-7、第二6KV交流母线5-2-1、第二可控负荷A装置5-2-2、第二可控负荷B装置5-2-3、第二可控负荷C装置5-2-4、第二可控负荷并网A开关5-2-5、第二可控负荷并网B开关5-2-6、第二可控负荷并网C开关5-2-7、第一小功率负荷降压变5-1-4-1、第一小功率负荷低压交流母线5-1-4-2、第一1段小功率负荷并网开关5-1-4-3、第一1段小功率负荷5-1-4-4、第一2段小功率负荷并网开关5-1-4-5、第一2段小功率负荷5-1-4-6、第二小功率负荷降压变5-2-4-1、第二小功率负荷低压交流母线5-2-4-2、第二1段小功率负荷并网开关5-2-4-3、第二1段小功率负荷5-2-4-4、第二2段小功率负荷并网开关5-2-4-5和第二2段小功率负荷5-2-4-6。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提出的一种基于SOP装置的调频系统，其中，所述系统包括：发电机、发电机主变、高压厂用分裂绕组降压变、SOP装置和交流可控负荷装置；所述发电机通过所述发电机主变与电网系统连接；所述高压厂用分裂绕组降压变的高压侧连接至所述发电机的出口，所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧连接至所述SOP装置；所述SOP装置与所述交流可控负荷装置连接。本实用新型提供的技术方案，利用SOP装置对高压厂用交流可控负荷单元的负荷进行统一的调节，使得调频迅速准确，同时调频方法的应用简单。

下面参考附图描述本实用新型实施例的一种基于SOP装置的调频系统。

实施例1

图1为本公开实施例提供的一种基于SOP装置的调频系统的结构图，如图1所示，包括：发电机1、发电机主变2、高压厂用分裂绕组降压变3、SOP装置4和交流可控负荷装置5；

所述发电机1通过所述发电机主变2与电网系统连接；

所述高压厂用分裂绕组降压变3的高压侧连接至所述发电机1的出口，所述高压厂用分裂绕组降压变3的低压侧连接至所述SOP装置4；

所述SOP装置4与所述交流可控负荷装置5连接。

进一步的，如图2所示，所述调频系统还包括：第一厂用可控负荷并网开关6和第二厂用可控负荷并网开关7；

所述SOP装置包括：第一SOP装置4-1和第二SOP装置4-2；

所述第一SOP装置4-1通过所述第一厂用可控负荷并网开关6与所述高压厂用分裂绕组降压变3的低压侧A绕组相连接；

所述第二SOP装置4-2通过所述第二厂用可控负荷并网开关7与所述高压厂用分裂绕组降压变3的低压侧B绕组相连接。

进一步的，所述交流可控负荷装置5包括：第一可控负荷装置5-1和第二可控负荷装置5-2；

所述第一可控负荷装置5-1与所述第一SOP装置4-1连接；

所述第二可控负荷装置5-2与所述第二SOP装置4-2连接。

其中，如图3所示，所述第一可控负荷装置5-1包括：第一6KV交流母线5-1-1、第一可控负荷A装置5-1-2、第一可控负荷B装置5-1-3、第一可控负荷C装置5-1-4、第一可控负荷并网A开关5-1-5、第一可控负荷并网B开关5-1-6和第一可控负荷并网C开关5-1-7；

所述第一可控负荷A装置5-1-2通过所述第一可控负荷并网A开关5-1-5与所述第一6KV交流母线5-1-1连接；

所述第一可控负荷B装置5-1-3通过所述第一可控负荷并网B开关5-1-6与所述第一6KV交流母线5-1-1连接；

所述第一可控负荷C装置5-1-4通过所述第一可控负荷并网C开关5-1-7与所述第一6KV交流母线5-1-1连接；

进一步的，如图4所示，所述第二可控负荷装置5-2包括：第二6KV交流母线5-2-1、第二可控负荷A装置5-2-2、第二可控负荷B装置5-2-3、第二可控负荷C装置5-2-4、第二可控负荷并网A开关5-2-5、第二可控负荷并网B开关5-2-6和第二可控负荷并网C开关5-2-7；

所述第二可控负荷A装置5-2-2通过所述第二可控负荷并网A开关5-2-5与所述第二6KV交流母线5-2-1连接；

所述第二可控负荷B装置5-2-3通过所述第二可控负荷并网B开关5-2-6与所述第二6KV交流母线5-2-1连接；

所述第二可控负荷C装置5-2-4通过所述第二可控负荷并网C开关5-2-7与所述第二6KV交流母线5-2-1连接。

需要说明的是，所述第一可控负荷A装置5-1-2及所述第二可控负荷A装置5-2-2为高压电动机；所述第一可控负荷B装置5-1-3及第二可控负荷B装置5-2-3为高压负荷。

进一步的，如图5所示，所述第一可控负荷C装置5-1-4包括：第一小功率负荷降压变5-1-4-1、第一小功率负荷低压交流母线5-1-4-2、第一1段小功率负荷并网开关5-1-4-3、第一1段小功率负荷5-1-4-4、第一2段小功率负荷并网开关5-1-4-5和第一2段小功率负荷5-1-4-6；

所述第一1段小功率负荷5-1-4-4通过所述第一1段小功率负荷并网开关5-1-4-3与所述第一小功率负荷低压交流母线5-1-4-2连接；

所述第一2段小功率负荷5-1-4-6通过所述第一2段小功率负荷并网开关5-1-4-5与所述第一小功率负荷低压交流母线5-1-4-2连接；

所述第一小功率负荷降压变5-1-4-1的高压侧通过所述第一可控负荷并网C开关5-1-7与所述第一6KV交流母线5-1-1连接，所述第一小功率负荷降压变5-1-4-1的低压侧与所述第一小功率负荷低压交流母线5-1-4-2连接。

进一步，如图6所示，所述第二可控负荷C装置5-2-4包括：第二小功率负荷降压变5-2-4-1、第二小功率负荷低压交流母线5-2-4-2、第二1段小功率负荷并网开关5-2-4-3、第二1段小功率负荷5-2-4-4、第二2段小功率负荷并网开关5-2-4-5和第二2段小功率负荷5-2-4-6；

所述第二1段小功率负荷5-2-4-4通过所述第二1段小功率负荷并网开关5-2-4-3与所述第二小功率负荷低压交流母线5-2-4-2连接；

所述第二2段小功率负荷5-2-4-6通过所述第二2段小功率负荷并网开关5-2-4-5与所述第二小功率负荷低压交流母线5-2-4-2连接；

所述第二小功率负荷降压变5-2-4-1的高压侧通过所述第二可控负荷并网C开关5-2-7与所述第二6KV交流母线5-2-1连接，所述第二小功率负荷降压变5-2-4-1的低压侧与所述第二小功率负荷低压交流母线5-2-4-2连接。

需要说明的是，所述第一1段小功率负荷5-1-4-4的个数、所述第一2段小功率负荷5-1-4-6的个数、所述第二1段小功率负荷5-2-4-4的个数、所述第二2段小功率负荷5-2-4-6的个数均为N,N为大于等于1的整数。

示例的，可以基于调频指令的对应的所需调节的可控负荷功率调节量，并利用第一SOP装置4-1或/和第二SOP装置4-2对所述第一可控负荷装置5-1、第二可控负荷装置5-2进行调节。

当需要调节的功率较大时，同时利用第一SOP装置4-1或/和第二SOP装置4-2对第一可控负荷A装置5-1-2或/和第一可控负荷B装置5-1-3或/和第一可控负荷C装置5-1-4或/和第二可控负荷A装置5-2-2或/和第二可控负荷B装置5-2-3或/和第二可控负荷C装置5-2-4的功率进行调节，当需要调节的功率较小时，利用利用第一SOP装置4-1或第二SOP装置4-2对上述负荷进行调节，其中，所述高压厂用交流可控负荷单元2中的负荷包括：第一可控负荷A装置、第一可控负荷B装置5-1-3、第一可控负荷C装置5-1-4、第二可控负荷A装置5-2-2、第二可控负荷B装置5-2-3、第二可控负荷C装置5-2-4负荷，使得可调负荷的范围比较大，调节更加精确。

进一步的，所述1段小功率负荷并网开关及1段小功率负荷的个数可以为多个，且1段小功率负荷对应一个1段小功率负荷并网开关；所述2段小功率负荷并网开关及2段小功率负荷的个数可以为多个，且2段小功率负荷对应一个2段小功率负荷并网开关。

需要说明的是，第一SOP装置4-1和第二SOP装置4-2，能够替换传统厂用电系统中的联络开关或分段开关。第一SOP装置4-1和第二SOP装置4-2均采用(Modular MultilevelConverter，MMC)电力电子的全控功率器件，实现有功功率、无功功率独立可调，准确调节厂用电系统的有功功率、无功功率，同时提高电能变换效率以及减少负荷损耗，短路电流最大为额定电流的1.5倍，对于断路器动热稳定性要求不高，保护简单，故障范围不会扩大。

本发明提供的系统，可以省去单个设备配置单个换流装置,灵活调控各类负荷，使第一可控负荷A装置5-1-2、第一可控负荷B装置5-1-3、第一可控负荷C装置5-1-4、第二可控负荷A装置5-2-2、第二可控负荷B装置5-2-3、第二可控负荷C装置5-2-4作为灵活可控的负荷，参与到火电调频工况中，相较于外加设备辅助火电机组调频，对厂用电系统改动量较小，对于原厂用系统利用率高，同时将负荷统一功率调节，通过控制厂用负荷用电功率的大小，实现火电机组发电功率调节，进而实现高压厂用交流可控负荷辅助火电调频的目的，当不需要参与火电机组频率调节时，通过控制第一SOP装置4-1和第二SOP装置4-2，实现厂用电系统功率调节，节约厂用系统耗电。

进一步的，通过在高压厂用分裂绕组降压变3低压侧安装第一SOP装置4-1和第二SOP装置4-2，可以实现厂用电系统全部电力电子化，厂用负荷无需进行变频改造，节约了投资费用。

进一步，在SOP装置4中采用电压-无功控制策略，可以维持6kV交流母线电压稳定，增加设备供电稳定性。

进一步的，通过控制交流可控负荷装置5中用电负荷的多少，实时响应机组频率变化。

当因为交流厂用负荷功率波动，造成厂用母线电压不稳定，通过调节所述第一SOP装置4-1和第二SOP装置4-2无功功率，实现对厂用母线电压波动的抑制，使厂用母线电压维持在6kV。

在本公开实施例中，如图7所示，为所述一种基于SOP装置的调频系统的详细结构图，当接收到所述调频指令时，确定所需调节的有功功率，基于所述所需调节的有功功率，利用第一SOP装置4-1或/和第二SOP装置4-2控制交流可控负荷装置5中各负荷的功率，进而使得调节后的功率满足所述调频指令对应的需求。

综上所述，本实施例提出的一种基于SOP装置的调频系统，可以利用SOP装置对高压厂用交流可控负荷单元的负荷进行统一的调节，使得调频迅速准确且调频方法简单。

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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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定制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，并且本实用新型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，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型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)

1.一种基于SOP装置的调频系统，其特征在于，包括：发电机、发电机主变、高压厂用分裂绕组降压变、SOP装置和交流可控负荷装置；

所述发电机通过所述发电机主变与电网系统连接；

所述高压厂用分裂绕组降压变的高压侧连接至所述发电机的出口，所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧连接至所述SOP装置；

所述SOP装置与所述交流可控负荷装置连接。

2.如权利要求1所述的调频系统，其特征在于，所述调频系统还包括：第一厂用可控负荷并网开关和第二厂用可控负荷并网开关；

所述SOP装置包括：第一SOP装置和第二SOP装置；

所述第一SOP装置通过所述第一厂用可控负荷并网开关与所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧A绕组相连接；

所述第二SOP装置通过所述第二厂用可控负荷并网开关与所述高压厂用分裂绕组降压变的低压侧B绕组相连接。

3.如权利要求2所述的调频系统，其特征在于，所述交流可控负荷装置包括：第一可控负荷装置和第二可控负荷装置；

所述第一可控负荷装置与所述第一SOP装置连接；

所述第二可控负荷装置与所述第二SOP装置连接。

4.如权利要求3所述的调频系统，其特征在于，所述第一可控负荷装置包括：第一6KV交流母线、第一可控负荷A装置、第一可控负荷B装置、第一可控负荷C装置、第一可控负荷并网A开关、第一可控负荷并网B开关和第一可控负荷并网C开关；

所述第一可控负荷A装置通过所述第一可控负荷并网A开关与所述第一6KV交流母线连接；

所述第一可控负荷B装置通过所述第一可控负荷并网B开关与所述第一6KV交流母线连接；

所述第一可控负荷C装置通过所述第一可控负荷并网C开关与所述第一6KV交流母线连接。

5.如权利要求4所述的调频系统，其特征在于，所述第二可控负荷装置包括：第二6KV交流母线、第二可控负荷A装置、第二可控负荷B装置、第二可控负荷C装置、第二可控负荷并网A开关、第二可控负荷并网B开关和第二可控负荷并网C开关；

所述第二可控负荷A装置通过所述第二可控负荷并网A开关与所述第二6KV交流母线连接；

所述第二可控负荷B装置通过所述第二可控负荷并网B开关与所述第二6KV交流母线连接；

所述第二可控负荷C装置通过所述第二可控负荷并网C开关与所述第二6KV交流母线连接。

6.如权利要求5所述的调频系统，其特征在于，所述第一可控负荷A装置及所述第二可控负荷A装置为高压电动机。

7.如权利要求5所述的调频系统，其特征在于，所述第一可控负荷B装置及所述第二可控负荷B装置为高压负荷。

8.如权利要求5所述的调频系统，其特征在于，所述第一可控负荷C装置包括：第一小功率负荷降压变、第一小功率负荷低压交流母线、第一1段小功率负荷并网开关、第一1段小功率负荷、第一2段小功率负荷并网开关和第一2段小功率负荷；

所述第一1段小功率负荷通过所述第一1段小功率负荷并网开关与所述第一小功率负荷低压交流母线连接；

所述第一2段小功率负荷通过所述第一2段小功率负荷并网开关与所述第一小功率负荷低压交流母线连接；

所述第一小功率负荷降压变的高压侧通过所述第一可控负荷并网C开关与所述第一6KV交流母线连接，所述第一小功率负荷降压变的低压侧与所述第一小功率负荷低压交流母线连接。

9.如权利要求8所述的调频系统，其特征在于，所述第二可控负荷C装置包括：第二小功率负荷降压变、第二小功率负荷低压交流母线、第二1段小功率负荷并网开关、第二1段小功率负荷、第二2段小功率负荷并网开关和第二2段小功率负荷；

所述第二1段小功率负荷通过所述第二1段小功率负荷并网开关与所述第二小功率负荷低压交流母线连接；

所述第二2段小功率负荷通过所述第二2段小功率负荷并网开关与所述第二小功率负荷低压交流母线连接；

所述第二小功率负荷降压变的高压侧通过所述第二可控负荷并网C开关与所述第二6KV交流母线连接，所述第二小功率负荷降压变的低压侧与所述第二小功率负荷低压交流母线连接。

10.如权利要求9所述的调频系统，其特征在于，所述第一1段小功率负荷的个数、所述第一2段小功率负荷的个数、所述第二1段小功率负荷的个数、所述第二2段小功率负荷的个数均为N,N为大于等于1的整数。

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