飞轮储能系统接入交流微电网的装置的制作方法

本实用新型涉及一种飞轮储能系统接入交流微电网的装置，属于储能设备微电网接入技术领域。

背景技术：

微电网作为分布式能源接入主网的重要桥梁，对于分布式能源和主网的稳定运行起到了重要的调节作用。储能设备能够平衡微网内功率的供需平衡关系，是微电网中不可或缺的环节。飞轮储能系统具备瞬时功率高，响应速度快，频繁充放容量无衰减的特点，其接入微电网系统将有利于微电网系统暂态过程的稳定过度，因此需确保飞轮储能系统稳定接入微电网系统并稳定运行。

现有微电网系统中，飞轮储能系统主要用于接入直流微电网系统。而对于需要实现频率调节功能的交流微电网系统而言，直流微电网系统中的飞轮储能系统对外电气接口为直流，无法直接接入交流微电网系统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种飞轮储能系统接入交流微电网的装置，通过飞轮储能系统与并网逆变器的组合结构，实现飞轮储能系统直接接入交流微电网系统。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种飞轮储能系统接入交流微电网的装置，包括微电网交流母线、光伏阵列、光伏变流器、蓄电池储能装置、储能变流器、柴油发电机、飞轮储能系统，还包括并网逆变器，所述的并网逆变器为双向变流器，并网逆变器的交流侧与微电网交流母线相连，并网逆变器的直流侧与飞轮储能系统驱动柜的直流母线端口相连。

所述微电网系统的工作过程为：由光伏阵列和光伏变流器构成的分布式发电设备和柴油发电机负责向微电网提供电能；蓄电池储能装置负责平衡微电网内的功率失衡；微电网负荷并接于微电网交流母线，飞轮储能系统配合储能变流器负责平滑微网系统的瞬时大功率波动。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其有益效果是：

明确了飞轮储能设备与微电网的接口与通信方案，提高飞轮储能设备与微电网的兼容性与友好性，实现了飞轮储能设备在微电网中安全稳定运行。

进一步的，本实用新型的优选方案是：

所述的并网逆变器与飞轮储能系统之间的通信接口包括：飞轮储能系统驱动柜向并网逆变器传送4～20mA能量信号的单向信号通信接口，该信号使并网逆变器实时获取飞轮储能系统的可用能量，从而做出正确的控制指令；飞轮储能系统驱动柜向并网逆变器传送飞轮系统故障信号的单向信号通信接口，该信号使并网逆变器及时获取飞轮储能系统故障，从而禁止输入输出；并网逆变器向飞轮储能系统驱动柜传送并网逆变器故障信号的单向信号通信接口，该信号使飞轮储能系统及时获取并网逆变器故障，从而禁止输入输出。

所述的飞轮储能系统为机电一体化的整体结构，飞轮部分为纯机械式储能，其与永磁同步电动/发电机转子合为一体。

所述的微电网交流母线电压为交流400V。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为并网逆变器与飞轮储能系统的电气与通信接口示意图；

图中：1-光伏阵列；2-光伏变流器；3-蓄电池储能装置；4-储能变流器；5-飞轮储能系统；6-并网逆变器；7-柴油发电机；8-微电网交流母线；9-微电网负荷；10-飞轮储能系统直流母线端口10；11-并网逆变器直流母线端口；12-4～20mA能量信号输出；13-4～20mA能量信号输入；14-飞轮储能系统故障信号输出；15-飞轮储能系统故障信号输入；16-并网逆变器故障信号输入；17-并网逆变器故障信号输出。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，对本实用新型做进一步说明。

参见图1、图2，一种飞轮储能系统接入交流微电网的装置，由光伏阵列1、光伏变流器2、蓄电池储能装置3、储能变流器4、飞轮储能系统5、并网逆变器6、柴油发电机7、微电网交流母线8、微电网负荷9构成，光伏阵列1和光伏变流器2构成的分布式发电设备和柴油发电机7负责向微电网交流母线8提供电能；蓄电池储能装置3与储能变流器4负责平衡微电网内的功率失衡；微电网负荷9并接于微电网交流母线8；并网逆变器6为双向变流器，并网逆变器6的交流侧与微电网交流母线8相连，并网逆变器6的直流侧与飞轮储能系统5驱动柜的直流母线端口相连；飞轮储能系统5配合储能变流器6负责平滑微网系统的瞬时大功率波动。

飞轮储能系统直流母线端口10与并网逆变器直流母线端口11相连，实现飞轮储能系统5的充放电能量回路连接，在飞轮储能系统5充放电转速运行区间，飞轮储能系统5通过4～20mA能量信号输出12将飞轮的转速能量信号传递给并网逆变器6的4～20mA能量信号输入13，并网逆变器6根据飞轮储能系统5传递过来的能量信号，再结合控制中心下达的调度指令决策飞轮的充放电策略。当飞轮储能系统5出现故障时，通过飞轮储能系统故障信号输出14将故障信号以继电器干接点的形式传递给飞轮储能系统故障信号输入15，从而并网逆变器6禁止并网逆变器直流母线端口11输出，当并网逆变器6出现故障时，通过并网逆变器故障信号输出17以继电器干接点的形式传递给并网逆变器故障信号输入16，从而飞轮储能系统5禁止飞轮储能系统直流母线端口10输出，实现飞轮储能系统在微电网系统内的安全稳定运行。

本实施例中的飞轮储能系统5产品型号包括GTR200和GTR333，其为机电一体化产品，飞轮部分为纯机械式储能，其与永磁同步电动/发电机转子合为一体，减小了飞轮与拖动电机的整体机械尺寸。

本实施例中的微电网交流母线8电压为交流400V。

以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。