[實用新型]一種用于火電廠的電壓縮機與蓄電設施聯合的電網調頻系統

有效

• 申請號: 201721300145.9
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN207381980U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 楊豫森;崔華;徐波;譚智;陳輝
• 申請（專利權）人: 赫普科技發展（北京）有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 劉亞竹;盧玲

本實用新型提供了一種用于火電廠的電壓縮機與蓄電設施聯合的電網調頻系統，包括：包括電網和發電廠調頻控制模塊、電壓縮機控制柜和電壓縮機及冷熱量輸出模塊，利用電壓縮機和蓄電池功率調節響應速度快的特點，與機組聯動，通過快速升降電壓縮機耗電功率和蓄電池的快速充放電，實現機組上網電量的快速負荷響應，從而避免機組由于調頻自動發電控制調節和數字電液調節造成的機組汽機調門、汽機轉速的快速變化、高低加投切等機組本身的調頻措施造成的運行難度增加和機組壽命降低。

技術領域

本實用新型涉及電網調頻領域，尤其涉及火力發電機組利用電壓縮機或蓄能設施參與電網調頻輔助服務。

背景技術

近年來隨著中國國民經濟的飛速發展，人們對電力的需求也急劇增加，峰谷差日益增大。中國電力供應峰谷比約為10/0.7，遠高于一般發展中國家的平均水平1/0.63，比美國1/0.25的峰谷比高得多，因此中國發電機組的調峰任務艱巨。發電機組的調頻能力是維護電網功率平衡和安全穩定的第1道重要屏障，其調節能力和性能對電網的動態穩定性顯得尤為重要；此外，風能、核能等電源的飛速發展，相對降低了電網的自調節能力，大規模接入的風電機組甚至引入了額外的隨機功率擾動，使電網穩定性進一步惡化。合理規范并監測機組調頻參數和性能，保障機組良好的調頻能力，對電網的安全穩定運行和未來智能電網環境下的優化調度具有重要的意義。

目前火力發電機組的自動發電控制(AGC)、調頻性能是統調機組涉網性能中的2個重要指標，電網調度對機組的AGC、調頻性能有嚴格的要求，這2個指標也是電網“二個細則”考核的重要內容，尤其是AGC 品質直接體現機組的性能。目前機組主要通過鍋爐、汽輪機的協調控制，依靠增、減燃料量，開大或關小汽輪機調門來響應電網的需求，由于鍋爐存在遲延，機組負荷響應始終存在局限性；汽輪機為確保有調節裕量，調門也無法保持全開狀態，限制了調節的深度。

另外，目前大多數發電廠采用DEH(數字式電液)控制系統,為了負荷的穩定和考核的需要,避免機組隨頻率變動而頻繁進行調節,影響負荷的穩定,將汽輪機轉速調節系統的一次調頻死區設置的比較大, 一次調頻作用幾乎被切除,使得電網的頻率主要靠二次調頻來維持。研究表明,在突發性事故和大的負荷(功率)擾動時,很多機組盡管具有調節負荷的能力,但對頻率偏差的調頻響應幾乎為零,此時就會出現頻率大幅度波動甚至發生系統崩潰的惡性事故。

發明內容

本實用新型利用了電壓縮機和蓄能設施的負荷功率可以進行快速調節響應和無級調節的特點，創新性地將電壓縮機或蓄能設施功率控制與發電廠自動發電控制和電網調頻控制進行聯動，通過電壓縮機或蓄能設施的快速增減負荷，實現機組響應電網的自動發電控制和調頻對機組負荷的變動要求。

本實用新型解決前述技術問題所采用的技術方案是：

一種電壓縮機與蓄電設施聯合的電網調頻系統，包括：

調頻控制模塊，包括電網電力調度中心和電廠集中控制系統，所述調頻控制模塊連接到供電控制模塊和功率控制柜，用于控制所述供電控制模塊和功率控制柜；

供電控制模塊，所述供電控制模塊輸入端連接到電廠輸出，輸出端連接到功率控制柜，用于將電廠輸出的電能進行轉換后輸送給功率控制柜，或控制蓄能設施通過變壓器和開關向發電機出口線路放電；

功率控制柜，包括電壓縮機功率控制柜和/或蓄能設施功率控制柜，所述電壓縮機功率控制柜用于直接連接或經過變壓后控制電壓縮機的功率，所述蓄能設施功率控制柜用于直接連接或經過變壓后控制蓄能設施的蓄電功率或放電功率；

電壓縮機，包括電壓縮熱泵或電壓縮制冷機組中的任意一種，所述電壓縮熱泵用于將輸入的電能轉換成熱能，所述電壓縮制冷機組用于將輸入的電能轉換成冷能；蓄能設施，用于蓄電或放電。

進一步的，所述供電控制模塊包括：

第一變壓器和第一開關；