一种可控负荷的储能装置参与火电机组一次调频系统的制作方法

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本实用新型属于火力发电技术领域，具体涉及一种可控负荷的储能装置参与火电机组一次调频系统。


背景技术：

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国内的火力发电厂，因受供电煤质波动、风粉系统在线测量精度不高等客观因素的影响，在较快升降负荷速率时，控制系统难以保证机组的参数稳定，同时加剧了机组的煤耗与磨损。目前采用的高压调门节流技术以及多变量协同优化系统，虽然可以在大幅提升机组快速调节能力的同时兼顾机组的运行稳定性及长期的节能收益，但是机组实际负荷变化与电网一次调频考核要求的理想负荷变化曲线之间仍存在一定的差距，因此有必要通过其他手段来补充机组负荷响应的不足。
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现有技术中，一般利用储能电池参与到火力发电厂一次调频控制中，但储能电池改造比较复杂，对原系统改造的工作量较大。储能电池通过双向功率转换装置(power conversionsystem，pcs)接在厂用电侧，在发电机机端会引起短路电流过大，这一方面不利于机组安全稳定运行，另一方面发电机出口断路器的容量要随之增大进而使成本提高。储能电池pcs装置所采用的igbt造价过高，且容易损坏，这势必会影响储能电池在火电机组一次调频中的应用。电网调度机构通过rtu系统采集到的机端负荷变化情况对发电厂进行一次调频考核， rtu系统不能采集到储能装置的出力信息。储能装置参与到火电机组一次调频时，其对考核指标的改善作用不能量化后反馈至调度机构，影响了考核结果及电厂收益。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于提供一种可控负荷的储能装置参与火电机组一次调频系统，能够满足火电机组一次调频性能，对原有的火电机组改动较小。所选择的具有可控负荷的储能装置，无短路反馈电流；功率转换装置构造简单，只需要单相传输功率，可靠性高；储能装置的功率信息传输至发电机出口功率变送器后与发电机输出功率作差作为机组实际出力送至 rtu装置，提升一次调频响应品质。
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为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案来实现：
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一种可控负荷的储能装置参与火电机组一次调频系统，包括厂用电单元、储能单元和功率传输单元；其中，
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所述储能单元通过储能单元出口断路器连接至厂用电单元；所述厂用电单元中的6kv厂用母线1b段用于将功率信息通过储能单元送至功率传输单元中的发电机出口功率变送器，与采集到发电机输出功率作差，作为机组实际出力送至rtu装置。
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本实用新型进一步的改进在于，厂用电单元包括高厂变、6kv厂用母线1b段和高厂变低压侧1a段断路器，高厂变分别通过高厂变低压侧1b段断路器和高厂变低压侧1a段断路器连接至6kv厂用母线1b段和高厂变低压侧1a段断路器。
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本实用新型进一步的改进在于，所述储能单元中，电能来自6kv厂用母线1b段，依次通过储能单元出口断路器、储能降压变和单相导通晶闸管向可控负荷储能装置供电。
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本实用新型进一步的改进在于，所述单相导通晶闸管通过控制晶闸管导通时间，实现功率调节控制。
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与现有技术相比，本实用新型至少具有以下的优点：
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1、本实用新型所采用的具有可控负荷的储能装置可以等效为纯电阻，短路故障时无短路电流反馈，不需要增加高厂变容量，对原有的火电机组厂用电系统改动较小。
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2、本实用新型所采用的单相导通晶闸管，晶闸管只需要单相导通，即功率传输方向是由高厂变低压侧传输至储能装置，构造简单，可靠性高。
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3、储能装置的功率信息传输至发电机出口功率变送器后与发电机输出功率作差作为机组实际出力送至rtu装置，该功率信息使得储能装置对考核指标的改善作用可以量化地反馈至调度机构，有效提高一次调频响应品质，满足考核指标要求，减少/免除一次调频考核，提升发电企业经济效益。
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4、本实用新型改造及运维成本低，只需要增加储能装置、单相导通晶闸管及出口断路器，无需对原有厂用电系统及高厂变低压侧断路器进行改造，提高了供电经济性。
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5、功率控制回路改造简单，只需将储能装置功率信息传输至发电机出口功率变送器。
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综上所述，本实用新型运维费用低，整个系统接线方式简单，改造运维成本低，可靠性高，实用性强，能够有效提升一次调频响应品质，满足考核指标要求，改善发电企业的经济效益。
附图说明
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图1为本实用新型结构原理图。
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附图标记说明：
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1—厂用电单元；2—储能单元；3—功率传输单元；1-1—高厂变；1-2—6kv厂用母线 1b段；1-3—高厂变低压侧1b段断路器；1-4—高厂变低压侧1a段断路器；1-5—6kv厂用母线1a段；2-1—储能单元出口断路器；2-2—储能降压变；2-3—单相导通晶闸管；2-4—可控负荷储能装置；3-1—发电机出口功率变送器。
具体实施方式
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下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
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如图1所示，一种可控负荷的储能装置参与火电机组一次调频系统，包括厂用电单元1；储能单元2；功率传输单元3。所述储能单元2通过储能单元出口断路器2-1连接至厂用电单元1；所述厂用电单元1中的6kv厂用母线1b段1-2传输至储能单元2的功率信息，送至功率传输单元3中的发电机出口功率变送器3-1，与采集到发电机输出功率作差，作为机组实际出力送至rtu装置。
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所述厂用电单元1包括高厂变1-1、6kv厂用母线1b段1-2和高厂变低压侧1a段断路器1-4，高厂变1-1分别通过高厂变低压侧1b段断路器1-3和高厂变低压侧1a段断路器1-4 连接至6kv厂用母线1b段1-2和高厂变低压侧1a段断路器1-4。
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所述储能单元2中，电能来自6kv厂用母线1b段1-2，依次通过储能单元出口断路器2
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1，储能降压变2-2，单相导通晶闸管2-3向可控负荷储能装置2-4供电。所述单相导通晶闸管2-3通过控制晶闸管导通时间，实现功率调节控制。
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为了辅助发电机组进行一次调频，根据电网频率变化实时控制单相导通晶闸管2-3导通时间，实时改变厂用电系统2输入至储能装置的功率大小，改善火电机组一次调频指标，减免一次调频考核。
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所述发电机出口功率变送器3-1变送器是一种既能测量有功、无功功率，又能计量有功、无功电能的一种具有双重功能的测量仪器。功率变送器可以将输入电压、输入电流信号变换为与有功功率、无功功率、功率因数等参量成固定函数关系、方便二次设备使用的测量信号。本实用新型所采用的功率变送器同时采样来自储能单元的功率信息和发电机出口的功率信息，发电机发出功率减去储能单元吸收功率作为机组实际出力送至rtu装置。
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以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。