[发明专利]一种具有谐波抑制能力的电化学储能换流系统及方法

说明书

本发明公开了一种具有谐波抑制能力的电化学储能换流系统及方法，该系统包括6kV厂用电单元、换流变压单元和电化学储能电池单元；其中，所述换流变压单元、电化学储能电池单元共同组成电化学储能系统，与所述6kV厂用电单元进行功率交换从而实现辅助火电机组进行AGC调频；在所述换流变压单元中的MMC多电路拓扑变流装置电压控制系统中加入谐波补偿电压环节，采用谐波注入方法抑制5次、7次高次谐波，提高所述电化学储能电池单元向所述换流变压单元供电电能质量，该方法在所述A段储能MMC多电路拓扑变流装置、所述B段储能MMC多电路拓扑变流装置电压控制系统中加入谐波补偿电压环节。本发明能够提高蓄电池向厂用电供电电能质量。

技术领域

本发明涉及一种具有谐波抑制能力的电化学储能换流系统及方法，采用MMC多电路拓扑换流装置实现功率双向流动，在MMC多电路拓扑换流装置控制系统中采用谐波注入法来抑制功率传输过程中产生的高次谐波，提高供电电能质量。

背景技术

随着风电和光伏的并网量增加、互联大电网的快速发展、大容量发电和远距离输电，使得电力系统的调频任务更加繁重。目前中国调频电源主要是火电机组与水电机组，工作原理是通过调整机组有功出力，跟踪系统频率变化。但是火电机组通常存在响应时滞长，机组爬坡速率低等问题，无法准确跟踪电网调度指令，暴露出调节时间延迟、调节偏差和调节反向等现象，火电机组频繁的变换功率运行，对机组设备疲劳和磨损有一定的加重，影响机组运行寿命。

电化学储能电池作为一种高功率密度、能量密度的储能元器件可以参与到火力发电厂响应AGC调频，但储能电池改造比较复杂，对原系统改造的工作量较大。储能电池通过双向功率转换装置(Power Conversion System，PCS)接在厂用电侧。电化学储能电池PCS装置所采用的IGBT造价过高，且容易损坏，这势必会影响电化学储能电池在火电机组AGC调频领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有谐波抑制能力的电化学储能换流系统及方法，采用MMC多电路拓扑换流装置实现功率双向流动的系统。在MMC多电路拓扑换流装置控制系统中采用谐波注入方法来抑制MMC多电路拓扑换流装置逆变过程中产生的高次谐波，提高蓄电池向厂用电供电电能质量。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：

一种具有谐波抑制能力的电化学储能换流系统，包括6kV厂用电单元、换流变压单元和电化学储能电池单元；

其中，所述换流变压单元、电化学储能电池单元共同组成电化学储能系统，与所述6kV厂用电单元进行功率交换从而实现辅助火电机组进行AGC调频；在所述换流变压单元中的MMC多电路拓扑变流装置电压控制系统中加入谐波补偿电压环节，采用谐波注入方法抑制5次、7次高次谐波，提高所述电化学储能电池单元向所述换流变压单元供电电能质量。

本发明进一步的改进在于，所述6kV厂用电单元包括：6kV厂用分裂变压器、6kV厂用A段母线断路器、6kV厂用B段母线断路器、6kV厂用A段母线和6kV厂用B段母线；

所述6kV厂用分裂变压器连接于发电机出口，所述6kV厂用A段母线断路器连接于所述6kV厂用分裂变压器低压侧A段，通过闭合所述6kV厂用A段母线断路器，所述6kV厂用分裂变压器向所述6kV厂用A段母线供电，所述6kV厂用B段母线断路器连接于所述6kV厂用分裂变压器低压侧B段，通过闭合所述6kV厂用B段母线断路器，所述6kV厂用分裂变压器向所述6kV厂用B段母线供电。

本发明进一步的改进在于，所述换流变压单元包括：A段储能并网开关、B段储能并网开关、A段储能升压变、B段储能升压变、A段储能MMC多电路拓扑变流装置和B段储能MMC多电路拓扑变流装置；