[发明专利]一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统

权利要求书

1.一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，包括：厂用交流6.3kV单元(1)和混合储能单元(2)；其中，所述厂用交流6.3kV单元(1)通过PCS换流器与所述混合储能单元(2)进行功率交换。

2.根据权利要求1所述的一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，所述厂用交流6.3kV单元(1)包括：20kV变6.3kV分裂绕组变压器(1-1)、6.3kV交流厂用A段(1-2)、6.3kV交流厂用B段(1-3)、交流负荷开关(1-4)、厂用交流负荷(1-5)、厂用交流-厂用直流联络开关(1-6)、6.3kV变10kV双绕组变压器(1-7)和双向PCS换流器(1-8)；

所述20kV变6.3kV分裂绕组变压器(1-1)高压侧连接至发电机出口，电能来自于发电机，所述20kV变6.3kV分裂绕组变压器(1-1)低压侧两个分支分别连接有：所述6.3kV交流厂用A段(1-2)，所述6.3kV交流厂用B段(1-3)，对于厂用A分支，所述厂用交流负荷(1-5)通过所述交流负荷开关(1-4)连接至所述6.3kV交流厂用A段(1-2)，所述6.3kV变10kV双绕组变压器(1-7)低压侧通过所述厂用交流-厂用直流联络开关(1-6)连接至所述6.3kV交流厂用A段(1-2)，所述6.3kV变10kV双绕组变压器(1-7)低压侧通过所述双向PCS换流器(1-8)与所述中压直流母线(2-1)连接。

3.根据权利要求2所述的一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，所述混合储能单元(2)包括：6kV中压直流母线(2-1)、锂离子电池储能系统直流断路器(2-2)、锂离子电池储能系统DC-DC换流装置(2-3)、锂离子电池组(2-4)、超级电容储能系统直流断路器(2-5)、超级电容储能系统DC-DC换流装置(2-6)和超级电容组(2-7)；

所述锂离子电池组(2-4)通过所述锂离子电池储能系统DC-DC换流装置(2-3)及所述锂离子电池储能系统直流断路器(2-2)与所述6kV中压直流母线(2-1)相连，所述超级电容组(2-7)通过所述超级电容储能系统DC-DC换流装置(2-6)及所述超级电容储能系统直流断路器(2-5)与所述6kV中压直流母线(2-1)相连。

4.根据权利要求3所述的一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，为了实现混合储能协调控制，在HVRT、LVRT期间所述锂离子电池组(2-4)和所述超级电容组(2-7)共同维持所述6kV中压直流母线(2-1)电压稳定，采用超级电容优先蓄电池后补的混合储能系统协调控制策略。

5.根据权利要求4所述的一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，当检测到所述6kV中压直流母线(2-1)直流母线电压所述超级电容组(2-7)进入高穿充电状态，功率前馈控制使的所述超级电容组(2-7)控制系统快速响应电压增高。

6.根据权利要求4所述的一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，当所述6kV中压直流母线(2-1)电压U_dc≥U_L1，能量管理系统检测到达到所述超级电容组(2-7)充电电流上限i_Cmax，此时进入共同充电状态，所述锂离子电池组(2-4)投入运行维持所述6kV中压直流母线(2-1)电压稳定。

7.根据权利要求4所述的一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，当所述6kV中压直流母线(2-1)电压此时发生电压跌落故障，所述超级电容组(2-7)优先放电维持功率稳定；随着电压跌落幅度加大，即所述6kV中压直流母线(2-1)电压U_dc∈[U_L3 U_L2)，此时所述锂离子电池组(2-4)投入运行，其换流器控制系统通过恒压限流控制策略稳定所述6kV中压直流母线(2-1)至U_L2；当U_dc＜U_L3，认定系统发生电压过低故障，所述锂离子电池组(2-4)和所述超级电容组(2-7)切除运行。

8.根据权利要求4所述的一种火电混合储能高穿低穿协调控制系统，其特征在于，超级电容优先蓄电池后补的混合储能系统协调控制策略分为：共同充电状态和超级电容放电状态。