[发明专利]一种面向电网调峰调频的复合储能系统及方法

说明书

本发明公开了一种面向电网调峰调频的复合储能系统及方法，包括电网、电网调度装置、飞轮储能装置和压缩空气储能装置，电网调度装置与电网、飞轮储能装置、压缩空气储能装置电连接，飞轮储能装置和压缩空气储能装置与电网电连接，电网调度装置用于电网调峰调频。本发明充分利用压缩空气储能容量大，飞轮储能系统充放电响应快速，充放电次数多（寿命长）的特点，构建复合储能系统，制定调峰调频控制方法，满足电网调峰需要大容量、调频需要快速响应的要求。

技术领域

本发明属于面向电网调峰调频的复合储能系统技术领域，具体涉及一种面向电网调峰调频的复合储能系统及方法。

背景技术

电网运行中频率是重要的指标之一，由于电力系统中发电、输电、配电和用电为同时瞬间完成，因此必须通过各种手段调整电网频率保持在合格范围内，保证电网的发电和用电平衡，维持电力系统中发电设备和用电设备的安全稳定运行。

随着新能源发电规模越来越大，其发电间歇性和波动性甚至反调节性的问题越来越突出，电力储能技术是有效解决途径之一。各种类型的储能技术有各自的优点和缺点，如飞轮储能优点是响应速度快、充放电次数多（寿命长），缺点是容量较小、有自用电损耗等；压缩空气储能优点是容量大，缺点是响应速度较慢等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种面向电网调峰调频的复合储能系统及方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种面向电网调峰调频的复合储能系统，包括电网、电网调度装置、飞轮储能装置和压缩空气储能装置，电网调度装置与电网、飞轮储能装置、压缩空气储能装置电连接，飞轮储能装置和压缩空气储能装置与电网电连接，电网调度装置用于电网调峰调频。

电网调度装置包括数据采集模块、时间同步模块、负荷预测模块、调频功能模块和调峰功能模块，数据采集模块连接到调频功能模块和调峰功能模块，时间同步模块和负荷预测模块连接到调峰功能模块，时间同步模块用于提供准确的时间信息，负荷预测模块用于提供15min后的负荷预测值，数据采集模块连接到电网，用于采集电网的频率、功率、电压和电流，调频功能模块和调峰功能模块分别连接到飞轮储能装置和压缩空气储能装置。

一种面向电网调峰调频的复合储能系统的控制方法，该方法为：系统工作时，数据采集模块采集到电网频率、功率、电压和电流，将频率信号发送至调频功能模块，按照系统设置的一次调频死区和调差系数的参数计算电网调频需增加/减少的功率值，将功率信号指令传送至飞轮储能装置，飞轮储能装置按照电网调频需增加/减少的功率值进入发电/耗电模式，并调节发电/耗电功率等于电网调度装置的增加/减少功率信号指令；将功率、电压和电流发送至调峰功能模块，按照时间模式和偏差模式计算电网调峰需增加/减少的功率值，将功率信号指令传送至压缩空气储能装置，压缩空气储能装置按照电网调峰需增加/减少的功率值进入发电/耗电模式，并调节发电/耗电功率等于电网调度装置的增加/减少功率信号指令。

调频功能模块的调频方法：调频功能模块接收电网频率信号，当系统频率高于设置的一次调频死区，按设定的调差系数进行计算并输出减少功率信号，飞轮储能装置进入耗电储能模式，并调节耗电功率等于电网调度装置的减少功率信号指令：当系统频率低于设置的一次调频死区，按设定的调差系数进行计算并输出增加功率信号，飞轮储能装置进入发电释能模式，并调节发电功率等于电网调度装置的增加功率信号指令。

调峰功能模块的调峰方法：调峰功能模块接收电网功率、电压和电流的信号，接收时间同步模块的时间信息和负荷预测模块的15min后负荷预测值，采用两种方法进行调峰，第一种是时间模式，设定时间段和设定功率值，到时间后自动按设定的功率值输出增加/减少功率信号指令，压缩空气储能装置进入发电释能/耗电储能阶段并调整功率值到指令值。第二种是偏差模式，根据15min后负荷预测值与电网功率的偏差输出增加/减少功率信号指令，压缩空气储能装置进入发电释能/耗电储能阶段并调整功率值到指令值。