[發明專利]一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻系統及方法

在審

• 申請號: 202011433073.1
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112467773A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李陽;申建汛;楊成龍;于在松;周強;兀鵬越;姚明宇
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/24;H02J7/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻系統，其特征在于，包括相互并聯的超級電容器儲能系統(1)和鋰電池儲能系統(2)，以及儲能控制系統(3)；

所述的超級電容器儲能系統(1)和鋰電池儲能系統(2)分別通過儲能變流器、升壓變壓器(8)接入廠用6kV母線(9)，廠用6kV母線(9)的電流經廠用變壓器(10)與廠用母線的輸出電流混合后接入電網調度終端(14)；

所述的儲能控制系統(3)的輸出端分別與超級電容器儲能系統(1)和鋰電池儲能系統(2)控制端連接，儲能控制系統(3)輸入端分別與電廠分散控制系統(4)和電網調度終端(14)交互連接。

2.根據權利要求1所述的一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻系統，其特征在于，所述的儲能變流器包括依次連接交直流轉換模塊和變流柜(7)。

3.根據權利要求2所述的一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻系統，其特征在于，所述的超級電容器儲能系統(1)的控制端設置CMS電容管理系統(5)；所述的CMS電容管理系統(5)輸入端與儲能控制系統(3)連接，輸出端分別連接超級電容器儲能系統(1)和對應儲能變流器的交直流轉換模塊。

4.根據權利要求2所述的一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻系統，其特征在于，所述的鋰電池儲能系統(2)的控制端設置BMS電池管理系統(6)；所述的BMS電池管理系統(6)輸入端與儲能控制系統(3)連接，輸出端分別連接鋰電池儲能系統(2)和對應儲能變流器的交直流轉換模塊。

5.根據權利要求1所述的一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻系統，其特征在于，電廠分散控制系統(4)的輸出端連接汽輪機(12)的控制端，汽輪機(12)的輸出端連接發電機(11)，發電機(11)的發電端連接廠用母線。

6.根據權利要求1所述的一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻系統，其特征在于，所述的超級電容器儲能系統(1)中的電容器采用高容量鋰離子混合超級電容器或高容量石墨烯雙電層超級電容器。

7.一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻方法，基于權利要求1-6任意一項所述的系統，其特征在于，包括如下步驟，

所屬電網調度終端(14)根據負荷情況同時向電廠分散控制系統(4)和儲能控制系統(3)發出調頻指令；

電廠分散控制系統(4)根據調頻指令，通過增減煤量響應機組調頻指令和機組實際負荷情況的差值信號傳入儲能控制系統(3)；

儲能控制系統(3)根據調頻指令調節超級電容器儲能系統(1)和鋰電池儲能系統(2)充放電。

8.根據權利要求7所述的一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻方法，其特征在于，所述的調頻指令包括AGC指令和一次調頻指令；

對于一次調頻指令和不大于單個指令持續時間閾值且不大于單個指令波動范圍閾值的AGC調頻指令，采用超級電容器儲能系統(1)充放電單獨響應；

對于大于單個指令持續時間閾值且大于單個指令波動范圍閾值的AGC指令，采用超級電容器儲能系統(1)和鋰電池儲能系統(2)充放電聯合響應，且超級電容器儲能系統(1)的優先級高于鋰電池儲能系統(2)。

9.根據權利要求8所述的一種超級電容器耦合鋰電池的電力調頻方法，其特征在于，單個指令持續時間閾值為5min，單個指令功率波動范圍閾值為5MW。