一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统及方法与流程

1.本发明属于电气设计技术领域，尤其是涉及一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统及方法。


背景技术：

2.目前已建及在建的海上风电场升压站均采用柴油发电机作为海上升压站的应急/辅助电源，柴油发电机自身容量大，能满足应急和辅助电源的供电要求。
3.但柴油机系统需要定期启动维护，启动时间在十几秒和几十秒不等，启动时间略久，并且存在第一次启动失败等情况。且柴油发电机系统作为海上升压站的应急/辅助电源，需要单独设置油罐室放置油罐，增加结构建设费用。
4.而储能电池技术作为近几年迅速发展的产业，在陆上微网、应急能源等有着较多工程应用。柴油发电机作为海上风电升压站的应急/辅助电源，可靠性差，需定期维护，结构投资较大，柴油发电机发电时存在噪音和排放污染等缺点。


技术实现要素：

5.为了克服现有柴油发电机作为海上升压站的应急/辅助电源的不足，本发明提供一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统。
6.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，所述储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统包括0.4kv i段正常母线、0.4kv ii段正常母线、iii段储能应急母线、储能单元系统、双电源切换开关以及快速切换开关；所述储能单元系统的交流输出侧与iii段储能应急母线连通或者打开；所述储能单元系统经快速切换开关与双电源切换开关相连通或者打开，所述双电源切换开关分别与0.4kv i段正常母线、0.4kv ii段正常母线相连通或者打开，以形成0.4kv i段正常母线、0.4kv ii段正常母线分别作为储能单元系统的交流供电输入。
7.在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本发明的优选技术方案：所述0.4kv i段正常母线经1#站用变引自35kv i段母线。
8.作为本发明的优选技术方案：所述0.4kv ii段正常母线经2#站用变引自35kv ii段母线。
9.作为本发明的优选技术方案：所述储能单元系统具有离网运行和并网运行两种运行模式。
10.作为本发明的优选技术方案：在离网运行模式下，所述储能单元系统工作在电压/频率（v/f）模式为负载提供稳定电压和频率。
11.作为本发明的优选技术方案：在并网运行模式下，所述储能单元系统转为有功/无
功（p/q）模式运行。
12.正常工作时，1#站用变供电0.4kv i段正常母线，2#站用变供电0.4kv ii段正常母线，iii段储能应急母线通过储能单元系统的交流输入电源直接供电。
13.直接供电可从0.4kv i段正常母线或0.4kv ii段正常母线直接引接供电。
14.本发明还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统的控制方法。
15.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统的控制方法，所述控制方法基于前文所述的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，并包括如下步骤：在离网状态下，当快速开关柜（ats）检测到电网恢复后将电网信息传给储能单元系统，储能单元系统根据储能输出电压的幅值和频率信息进行同期，当ats检测储能输出电压和电网相位完全一致时，ats控制柜内快速切换开关闭合，储能单元系统由离网模式切换至并网模式。在并网运行模式下，所述储能单元系统转为有功/无功（p/q）模式运行；在并网状态下，当快速开关柜（ats）检测到电网失电后将电网信息传给储能单元系统，快速切换开关断开，储能单元系统进入离网运行状态。在离网运行模式下，所述储能单元系统工作在电压/频率（v/f）模式为负载提供稳定电压和频率。
16.本发明采用储能单元系统作为海上升压站站用电系统的应急电源，储能单元系统配置快速切换开关有更好的灵活性且响应速度快，可以提高海上升压站站用电系统的可靠性，后续海上升压站运行中储能单元系统日常维护工作量少，运行时无噪音影响等优点，将储能单元系统作为海上升压站的应急电源符合工程技术创新的理念，具有推广性作用。
附图说明
17.图1为本发明所提供的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统的示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实例对本发明做进一步详细说明。
19.储能单元系统1作为海上升压站站用电系统的应急电源，海上升压站0.4kv站用电系统包括0.4kv i段正常母线4，ii段正常母线5、iii段储能应急母线6、储能单元系统1、快速切换开关2及双电源切换开关3。
20.0.4kv i段正常母线1通过1#站用变7引自35kv i段母线9；0.4kv ii段正常母线5通过2#站用变8引自35kv ii段母线10。储能单元系统1从i段正常母线4及ii段正常母线5分别引1路作为交流供电输入（双电源切换供电），储能单元系统1的交流输出侧连接iii段储能应急母线6。
21.正常工作时，1#站用变7供电i段正常母线4，2#站用变8供电ii段正常母线5，iii段储能应急母线6通过储能单元系统1的交流输入电源直接供电，直接供电可从0.4kv i段正常母线4或0.4kv ii段正常母线5直接引接供电。
22.储能单元系统包括离网运行和并网运行两种运行模式，储能单元系统在离网运行
模式时，储能单元系统工作在电压/频率（v/f）模式为负载提供稳定电压和频率。当快速开关柜（ats）检测到电网恢复后将电网信息传给储能单元系统，储能单元系统根据储能输出电压的幅值和频率信息进行同期，当ats检测储能输出电压和电网相位完全一致时，ats控制柜内快速切换开关闭合，储能单元系统由离网模式切换至并网模式。储能单元系统在并网运行模式，储能单元系统转为有功/无功（p/q）模式运行。在并网状态下，当快速开关柜（ats）检测到电网失电后将电网信息传给储能单元系统，快速切换开关断开，储能单元系统进入离网运行状态。
23.将储能系统运用于海上升压站内的应急电源系统，由于其站内空间结构以及负荷特点与陆上升压站有很大不同，本发明提出将储能系统作为海上升压站内的应急电源，并优化储能系统作为应急电源的运行方法。
24.以上所述，仅是用以说明本发明的具体实施案例而已，并非用以限定本发明的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本发明权利要求的范围所覆盖。


技术特征：
1.一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，其特征在于：所述储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统包括0.4kv i段正常母线、0.4kv ii段正常母线、iii段储能应急母线、储能单元系统、双电源切换开关以及快速切换开关；所述储能单元系统的交流输出侧与iii段储能应急母线连通或者打开；所述储能单元系统经快速切换开关与双电源切换开关相连通或者打开，所述双电源切换开关分别与0.4kv i段正常母线、0.4kv ii段正常母线相连通或者打开，以形成0.4kv i段正常母线、0.4kv ii段正常母线分别作为储能单元系统的交流供电输入。2.根据权利要求1所述的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，其特征在于：所述0.4kv i段正常母线经1#站用变引自35kv i段母线。3.根据权利要求1所述的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，其特征在于：所述0.4kv ii段正常母线经2#站用变引自35kv ii段母线。4.根据权利要求1所述的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，其特征在于：所述储能单元系统具有离网运行和并网运行两种运行模式。5.根据权利要求4所述的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，其特征在于：在离网运行模式下，所述储能单元系统工作在电压/频率模式为负载提供稳定电压和频率。6.根据权利要求4所述的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，其特征在于：在并网运行模式下，所述储能单元系统转为有功/无功模式运行。7.一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法基于权利要求1所述的储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统，并包括如下步骤：在离网状态下，当快速开关柜检测到电网恢复后将电网信息传给储能单元系统，储能单元系统根据储能输出电压的幅值和频率信息进行同期，当快速开关柜检测储能输出电压和电网相位完全一致时，快速开关柜内快速切换开关闭合，储能单元系统由离网模式切换至并网模式；在并网状态下，当快速开关柜检测到电网失电后将电网信息传给储能单元系统，快速切换开关断开，储能单元系统进入离网运行状态。

技术总结
本发明提供一种储能单元系统作为应急电源的海上升压站站用电系统及方法，所述系统包括0.4kV I段正常母线、0.4kV II段正常母线、III段储能应急母线、储能单元系统、双电源切换开关以及快速切换开关；所述储能单元系统的交流输出侧与III段储能应急母线连通或者打开；所述储能单元系统经快速切换开关与双电源切换开关相连通或者打开，所述双电源切换开关分别与0.4kV I段正常母线、0.4kV II段正常母线相连通或者打开，以形成0.4kV I段正常母线、0.4kV II段正常母线分别作为储能单元系统的交流供电输入。本发明可以提高海上升压站站用电系统的可靠性，后续海上升压站运行中储能单元系统日常维护工作量少，运行时无噪音影响等优点。优点。优点。


技术研发人员：汪赞斌 王冬君 刘秋华 郑文进 陈钢
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/10/27