一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统的制作方法

1.本发明涉及储能系统技术领域，具体为一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统。


背景技术：

2.由于国民经济的迅速发展，电力系统结构及电力需求均越来越多元化，电网的动态性能也变得愈为复杂，受外部高风险灾害和内部技术问题的影响，大停电事故仍无法避免；《区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》的发布开创了发电企业有偿提供辅助服务的新时代，提高了发电企业提供电网辅助服务的积极性。
3.目前公知储能系统用于电网辅助服务技术存在以下问题：
4.(1)尚未有储能系统应用于燃机发电厂既参与调频又能实现电厂黑启动；
5.(2)储能系统并离网易切换失败。
6.为此，提出一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，来解决上述中的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，解决了目前尚未有储能系统应用于燃机发电厂既参与调频又能实现电厂黑启动和储能系统并离网易切换失败的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，包括104协议、快速协议与can，所述104协议的输出端分别双向电连接有ems、pms和三个pcs，所述104协议的输出端电连接有三个bms，所述ems的输出端电连接有dcs，所述快速协议的输出端分别与pms和三个pcs电连接，所述can的输出端分别与三个pcs和三个bms电连接。
9.优选的，所述ems具体为能量管理系统。
10.优选的，所述pcs具体为储能变流系统。
11.优选的，所述bms具体为电池管理系统。
12.优选的，所述pms具体为上层功率协调控制系统。
13.优选的，所述can具体为通信系统。
14.优选的，所述dcs具体为集散控制系统。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
16.本发明通过电池储能采用合理的配置以及dcs将调频和黑启动在9e燃机电厂中有机结合，采用功率协调控制系统以及同期快切装置实现储能系统并离网运行，通过合理的配置，实现调频以及黑启动，且该系统可在全网失电情况下，快速实现燃机机组黑启动，以较快的响应速度，实现无差调频，储能系统不同运行模式可实现稳定切换；
17.本发明通过ems与pcs监控、采集并计算出储能出力，实现频率的无差调节；
18.本发明通过储能系统采用灵活合理的控制策略以适应于不同的辅助模式，离网运
行时pcs采用vsg控制策略，储能系统并网运行时，其运行曲线为p-q模式，通过pms将各pcs运行的平均功率叠加闭环调节量并进行再分配后反馈回pcs以确定储能系统的有功无功等参数；
19.本发明通过燃机黑启动完成后，利用pms、同期装置以及快切装置结合的方式实现储能系统离网运行，由燃机供厂用电负荷。
附图说明
20.图1为本发明电路图；
21.图2为本发明控制架构示意图；
22.图3为本发明黑启动控制逻辑流程图；
23.图4为本发明辅助调频控制逻辑流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-4，一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，包括104协议、快速协议与can，所述104协议的输出端分别双向电连接有ems、pms和三个pcs，所述104协议的输出端电连接有三个bms，所述ems的输出端电连接有dcs，所述快速协议的输出端分别与pms和三个pcs电连接，所述can的输出端分别与三个pcs和三个bms电连接。
26.本实施例中，所述ems具体为能量管理系统，通过ems具体为能量管理系统的设置，ems能量管理系统是现代电网调度自动化系统(含硬、软件)总称，其主要功能由基础功能和应用功能两个部分组成，基础功能包括，计算机、操作系统和ems支撑系统，其的主要功能是对数据采集与监视、自动发电控制与计划和网络应用分析。
27.本实施例中，所述pcs具体为储能变流系统，通过pcs具体为储能变流系统的设置，pcs可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的转换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。
28.本实施例中，所述bms具体为电池管理系统，通过bms具体为电池管理系统的设置，用于对电池组进行监控、管理和保护的作用。
29.本实施例中，所述pms具体为上层功率协调控制系统，通过pms具体为上层功率协调控制系统的设置，用于将各pcs运行的平均功率叠加闭环调节量并进行再分配，再分配后反馈回pcs以确定储能系统的有功无功等参数。
30.本实施例中，所述can具体为通信系统，通过can具体为通信系统的设置，can是iso国际标准化的串行通信协议，can的主要功能是负责进行通信，确保数据通信的可靠性，并能具有错误处理功能。
31.本实施例中，所述dcs具体为集散控制系统，通过dcs具体为集散控制系统的设置，用于控制与显示分离，具有综合性和专业性的特点，配合通信技术，能够实现了人机对话技
术，不仅系统扩展灵活而且管理能力强。
32.工作原理：在使用时该系统配置有三套储能、变流及汇流系统，具体包括步骤如下：每套储能系统经过pcs装置变换后，经开关分别接入各自的储能母线，每段储能母线经变压器分别接入三套发变机组，实现辅助调频功能；
33.厂用电消失的情况下，储能系统向6.6kv厂用电母线供电，依次启动燃气蒸汽联合循环机组所需负荷，机组启动完毕后，6.6kv厂用电系统通过同期装置切至原供电模式；
34.储能三段母线之间设置母联断路器，必要时可以用两段储能母线同时启动一台机组，储能系统容量确保可以进行两次黑启动，储能系统由6.6kv厂用电2m母线进行充电；
35.该系统的具体操作步骤流程如下：s1：储能就绪；
36.s2：储能系统处于初始状态，电池系统电量满足机组启动要求；
37.s3：启动储能系统，即三段汇流母线相连，合上662h；
38.s4：中压厂用母线得电，燃机辅机系统正常工作；
39.s5：启动燃机；
40.s6：燃机升速至空载满速，启励建压正常；
41.s7：燃机进行死母线并网，主变高压侧1101开关合闸；
42.s8：pms对储能进行跟踪调压，作准同期合闸准备；
43.s9：同期合厂用电；
44.s10：判别同期是否成功；
45.s11：储能系统退出；
46.s12：黑启动成功；
47.s13：黑启动失败；
48.s14：黑启动流程结束；
49.s15：主站通过规约下发储能系统agc调频指令；
50.s16：燃机机组实际有功pgn；
51.s17：ems根据agc下发具体有功；
52.s18，s19，s20：各储能系统实际发出有功；
53.其中，s1-s14，储能系统为孤网运行，pcs采用vsg控制策略，采用下垂算法确定电压以及频率，s15-s20，储能系统并网运行，pcs为pq模式，通过pms将各pcs运行的平均功率叠加闭环调节量并进行再分配已确定各储能系统的实际有功和无功。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，其特征在于：包括104协议、快速协议与can，所述104协议的输出端分别双向电连接有ems、pms和三个pcs，所述104协议的输出端电连接有三个bms，所述ems的输出端电连接有dcs，所述快速协议的输出端分别与pms和三个pcs电连接，所述can的输出端分别与三个pcs和三个bms电连接。2.根据权利要求1所述的一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，其特征在于：所述ems具体为能量管理系统。3.根据权利要求1所述的一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，其特征在于：所述pcs具体为储能变流系统。4.根据权利要求1所述的一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，其特征在于：所述bms具体为电池管理系统。5.根据权利要求1所述的一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，其特征在于：所述pms具体为上层功率协调控制系统。6.根据权利要求1所述的一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，其特征在于：所述can具体为通信系统。7.根据权利要求1所述的一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，其特征在于：所述dcs具体为集散控制系统。

技术总结
本发明涉及交通通行技术领域，尤其为一种用于电网两大辅助服务的燃机储能系统，包括104协议、快速协议与CAN，所述104协议的输出端分别双向电连接有EMS、PMS和三个PCS，所述104协议的输出端电连接有三个BMS，所述EMS的输出端电连接有DCS，所述快速协议的输出端分别与PMS和三个PCS电连接；本发明通过电池储能采用合理的配置以及DCS将调频和黑启动在9E燃机电厂中有机结合，采用功率协调控制系统以及同期快切装置实现储能系统并离网运行，通过合理的配置，实现调频以及黑启动，且该系统可在全网失电情况下，快速实现燃机机组黑启动，以较快的响应速度，实现无差调频，储能系统不同运行模式可实现稳定切换。模式可实现稳定切换。


技术研发人员：邓勇 李江南 陈伟杰 曹清疆 邓艳平 郑伟 杨毅 陈晖 张宗毅 徐国昌
受保护的技术使用者：深圳南山热电股份有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/8