[發明專利]一種聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統及方法

在審

• 申請號: 202111279638.X
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN113852141A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 王團結;趙勇;李銘志;鄧巍;李陽;李毅;鐵大為;何信林
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/24;H02J9/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 白文佳

1.一種聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，包括發電機(1)、主變壓器(2)、廠用變壓器(4)、機組廠用輔機及其他負荷(5)、啟動備用變壓器(6)、廠用進線斷路器(8)、負荷斷路器(9)、廠用6kV母線段(11)、風光儲降壓變(13)、風光儲35kV母線段(14)、風機升壓變(18)、光伏升壓變(19)、儲能升壓變(20)、風機變流器(21)、光伏逆變器(22)、儲能逆變器(23)、風力發電機組(24)、光伏匯流箱(25)、光伏板組件(26)、電池儲能元件(27)、風光儲綜合控制裝置(28)及DCS控制系統(29)；

發電機(1)的機端與主變壓器(2)的一側及廠用變壓器(4)的一側相連，主變壓器(2)的另一側與電網系統相連，啟動備用變壓器(6)的一側與電網系統相連；

廠用變壓器(4)的另一側通過廠用進線斷路器(8)與廠用6kV母線段(11)相連，啟動備用變壓器(6)的另一側與廠用6kV母線段(11)相連，機組廠用輔機及其他負荷(5)通過負荷斷路器(9)與廠用6kV母線段(11)相連；

風光儲35kV母線段(14)經風光儲降壓變(13)與廠用6kV母線段(11)相連；

風力發電機組(24)依次經風機變流器(21)及風機升壓變(18)與風光儲35kV母線段(14)相連；光伏板組件(26)依次經光伏匯流箱(25)、光伏逆變器(22)及光伏升壓變(19)與風光儲35kV母線段(14)相連；電池儲能元件(27)依次經儲能逆變器(23)及儲能升壓變(20)與風光儲35kV母線段(14)相連；風光儲綜合控制裝置(28)分別對風機變流器(21)、光伏逆變器(22)及儲能逆變器(23)相連接；DCS控制系統(29)與風光儲綜合控制裝置(28)相連接。

2.根據權利要求1所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，風光儲35kV母線段(14)經風光儲降壓變(13)及風光儲進線斷路器(12)與廠用6kV母線段(11)相連。

3.根據權利要求2所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，風力發電機組(24)依次經風機變流器(21)、風機升壓變(18)及風機進線斷路器(15)與風光儲35kV母線段(14)相連。

4.根據權利要求3所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，光伏板組件(26)依次經光伏匯流箱(25)、光伏逆變器(22)、光伏升壓變(19)及光伏進線斷路器(16)與風光儲35kV母線段(14)相連。

5.根據權利要求4所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，電池儲能元件(27)依次經儲能逆變器(23)、儲能升壓變(20)及儲能進線斷路器(17)與風光儲35kV母線段(14)相連。

6.根據權利要求5所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，啟動備用變壓器(6)通過備用進線斷路器(10)與廠用6kV母線段(11)相連。

7.根據權利要求6所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，主變壓器(2)通過主變高壓側斷路器(3)與電網系統相連。

8.根據權利要求7所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，其特征在于，啟動備用變壓器(6)通過啟動備用變壓器高壓側斷路器(7)與電網系統相連。

9.一種聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動方法，其特征在于，基于權利要求8所述的聯合風光儲的具有FCB功能火電廠黑啟動系統，包括以下步驟：

1)發電機(1)正常運行并網發電，將主變高壓側斷路器(3)處于合位，廠用進線斷路器(8)處于合位，啟動備用變壓器高壓側斷路器(7)處于合位，備用進線斷路器(10)處于分位，負荷斷路器(9)處于合位，廠用6kV母線段(11)由廠用變壓器(4)進行供電；

2)將風機進線斷路器(15)處于合位，光伏進線斷路器(16)處于合位，儲能進線斷路器(17)處于合位，風光儲進線斷路器(12)處于合位；

3)將風光儲綜合控制裝置(28)正常投入，風機變流器(21)、光伏逆變器(22)及儲能逆變器(23)正常并網運行；

4)風力發電機組(24)及光伏板組件(26)對電池儲能元件(27)進行充電，同時將風力發電機組(24)及光伏板組件(26)的盈余功率通過風光儲35kV母線段(14)降壓后接入廠用6kV母線段(11)上對外界火電廠廠用系統進行供電；

5)當系統發生震蕩需要調頻時，DCS控制系統(29)通過風光儲綜合控制裝置(28)對儲能逆變器(23)進行控制調頻，池儲能元件(27)由充電轉為放電；

6)當系統頻率恢復正常后，DCS控制系統(29)對風光儲綜合控制裝置(28)發出調頻結束指令，通過風光儲綜合控制裝置(28)對儲能逆變器(23)進行控制調節，池儲能元件(27)由放電轉為充電；

7)當系統發生震蕩造成發電機(1)脫網后，待發電機(1)進入FCB模式后，DCS控制系統(29)跳開主變高壓側斷路器(3)并閉鎖快切，同時對風光儲綜合控制裝置(28)發出指令切除風光儲，風光儲綜合控制裝置(28)對風機變流器(21)、光伏逆變器(22)及儲能逆變器(23)進行調節切除；

8)發電機(1)進入FCB模式后，當發電機(1)能夠維持廠用變壓器(4)自帶機組廠用輔機及其他負荷(5)穩定運行時，則轉至步驟9)，否則，則轉至步驟10)；

9)發電機(1)運行穩定后，合入主變高壓側斷路器(3)對系統線路進行充電，火電廠作為黑啟動電源；

10)發電機(1)跳機跳開滅磁開關及廠用進線斷路器(8)，廠用6kV母線段(11)的電壓失去；

11)DCS控制系統(29)通過風光儲綜合控制裝置(28)將風機變流器(21)、光伏逆變器(22)及儲能逆變器(23)進行調節投入；

12)廠用6kV母線段(11)電壓恢復，機組廠用輔機及其他負荷(5)由風光儲儲能進行供電，汽機及鍋爐系統均保持正常運轉狀態，重新恢復發電機(1)建壓；

13)發電機(1)建壓后，同期合入廠用進線斷路器(8)，DCS控制系統(29)通過風光儲綜合控制裝置(28)將風機變流器(21)、光伏逆變器(22)及儲能逆變器(23)進行調節切除；

14)待發電機(1)運行穩定后，合入主變高壓側斷路器(3)對系統線路充電，火電廠成為黑啟動電源。