[发明专利]飞轮阵列储能系统的控制方法、储能系统和电网系统

说明书

本发明公开一种飞轮阵列储能系统的控制方法、飞轮阵列储能系统和电网系统，该方法包括总控制器确定飞轮阵列储能系统非初次开机运行，根据获取的电网信息获得飞轮总补偿功率，根据在线单体飞轮数量和飞轮总补偿功率获得单体飞轮补偿功率并以广播方式下发给对应的单体飞轮控制器；单体飞轮控制器接收到单体飞轮补偿功率并发送给对应的单体飞轮，以控制对应单体飞轮执行对应的功率补偿动作，并记录单体飞轮补偿功率的下发时间和下发时对应的飞轮转速，以及获取单体飞轮上报转速状态时的上报时间和上报转速，根据下发时间和下发时对应的飞轮转速、上报时间和上报转速对单体飞轮进行动作差异修正。该方法能提高系统稳定性、缩短响应时间和增大扩容量。

技术领域

本发明涉及电网技术领域，尤其是涉及一种飞轮阵列储能系统的控制方法、飞轮阵列储能系统和电网系统。

背景技术

随着人们对能源环境问题的日益重视，风力和光伏发电等可再生能源获得了广泛应用，但这些可再生能源具有波动性，若采用风电机组或光电机组等直接向电网供电时，输出电压和频率都将是不稳定的，供电电能质量无法保证，通过合理配置和控制功率型储能系统，可提高电网在波动性能源扰动作用下的动态性能和应对动态冲击的能力,实现其在电网中容量可信度的提高。飞轮储能技术与传统化学电池储能相比，具有无污染、充放电循环次数无限制、能量转换效率高等优点，用于减小新能源的功率波动比较适合。但是，独立的飞轮储能单元容量有限，而且受转子材料、以及整机制造成本的约束，能够满足交流电网功率需求的大容量飞轮储能系统的研制成本非常高。因此，应对MW（megawatt，兆瓦）级别的电网功率需求，可采取将特定功率等级的飞轮储能单元并联，构建大容量的飞轮阵列储能系统。

传统飞轮阵列储能系统采用一个总控制器通过采集电网频率等变化来计算维持交流电网功率平衡所需的总功率值，根据阵列内现有单体飞轮数量计算出分功率值分发给阵列内每个单体飞轮。并实时采集阵列内每个单体飞轮的实时转速等信息，来判断每个单体飞轮的实时差异性，并进行对每个单体飞轮状态差异性的调整。

随着并入电网的单体飞轮数量增加，会增加双向通讯数据量，总控制器针对于单体飞轮的功率指令数量及对单体飞轮储能状态的差异性调整等工作也会同等增加，增加了总控制器的运行负荷，所以受制于总控制器的处理能力，对并入系统的飞轮数量有一定限制。该种飞轮阵列储能系统的双向通讯数据量较多，也会导致系统的工作延时较大，并且工作进程较多，容易导致控制系统宕机，降低了飞轮阵列储能系统的可靠性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提出一种飞轮阵列储能系统的控制方法，能提高飞轮阵列储能系统的稳定性、缩短响应时间，还能增大系统的扩容量。

本发明的目的之二在于提出一种飞轮阵列储能系统。

本发明的目的之三在于提出一种电网系统。

为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提出的飞轮阵列储能系统的控制方法，飞轮阵列储能系统包括采集模块、N个单体飞轮、总控制器和与N个单体飞轮一一对应连接的N个单体飞轮控制器，N为大于1的整数，所述控制方法包括：所述总控制器确定所述飞轮阵列储能系统非初次开机运行，获取电网信息，并根据所述电网信息获得飞轮总补偿功率，以及根据在线单体飞轮数量和所述飞轮总补偿功率获得单体飞轮补偿功率，并将所述单体飞轮补偿功率以广播方式下发给对应的所述单体飞轮控制器；所述单体飞轮控制器接收到所述单体飞轮补偿功率，将所述单体飞轮补偿功率发送给对应的单体飞轮以控制对应单体飞轮执行对应的功率补偿动作，并记录所述单体飞轮补偿功率的下发时间和下发时对应的飞轮转速，以及获取单体飞轮上报转速状态时的上报时间和上报转速，根据所述下发时间和下发时对应的飞轮转速、所述上报时间和所述上报转速对单体飞轮进行动作差异修正。