火电直流变压光储后备系统的制作方法

本发明涉及一种火电直流变压光储后备系统，具体涉及构造储能光伏微电网通过直流变压器及集中换流装置接于火电发电机出口，可以联合火电机组进行频率调节，储能光伏微电网通过直流变压器低压侧换流器及后备开关与火电厂用电系统连接，可以作为火电厂用系统后备电源，提高火电机组厂用设备供电可靠性。

背景技术：

1、随着新能源的快速增长，风光波动性、不稳定性、随机性对电力安全稳定带来的影响，而大面积、持续性长时间的阴天、雨天、静风天对光伏、风电为主体的电力系统造成重大电力断供风险。储能技术在平滑可再生能源发电出力、辅助服务和电力负荷削峰填谷方面提供了有效手段，可以有效提升电力系统灵活性、稳定性，为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，同时提高电网安全稳定水平，并从系统层面有效提升电力系统运行效率，是构建能源互联网，推动电力体制改革和促进能源新业态发展的重要环节。

2、利用电化学储能，尤其是锂电池储能响应快速出力灵活的特点配合火电机组参与电网调峰，一可以效缓解电网调峰压力，二能有效减少由于频繁调节造成的火电机组设备疲劳和磨损，增加使用寿命；三能够稳定机组出力，改善机组燃煤效率，提升机组的可用率；四同时能够降低煤耗，减少旋转备用，进一步促进节能减排。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了火电直流变压光储后备系统，通过直流变压器及集中换流装置接于火电发电机出口，可以联合火电机组进行频率调节，储能光伏微电网通过直流变压器低压侧换流器及后备开关与火电厂用电系统连接，可以作为火电厂用系统后备电源，提高火电机组厂用设备供电可靠性。

2、为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：

3、火电直流变压光储后备系统，包括：火电并网发电单元和直流变压光储后备单元；

4、火电并网发电单元，用于火电并网发电，直流变压光储后备单元通过交流母线连接于发电机出口；

5、直流变压光储后备单元，用于光伏和储能直流组网，统一变流和升压接入火电并网发电单元。

6、本发明进一步的改进在于，所述火电并网发电单元中发电机通过主变连接至电网系统，发电机出口连接有20kv交流厂用母线。

7、本发明进一步的改进在于，所述直流变压光储后备单元中储能光伏集中换流装置及高厂变通过储能并网开关及厂用负荷并网开关连接至所述火电并网发电单元中20kv交流厂用母线，所述直流变压光储后备单元中储能光伏集中换流装置通过直流变压器高压侧整流装置、高频变压器、直流变压器低压侧逆变装置连接至储能光伏微电网直流母线，高频变压器的另一条出线通过储能光伏后备开关连接至6kv厂用交流母线，所述直流变压光储后备单元中高厂变通过6kv厂用交流母线、厂用负荷并网开关连接至厂用负荷，所述直流变压光储后备单元中锂电池模组通过储能汇流母线和储能dc-dc换流装置连接至储能光伏微电网直流母线，所述直流变压光储后备单元中光伏装置通过光伏dc-dc换流装置连接至储能光伏微电网直流母线，高频变压器的另一条出线通过储能光伏后备开关连接至6kv厂用交流母线，所述直流变压光储后备单元中高厂变通过6kv厂用交流母线、厂用负荷并网开关连接至厂用负荷。

8、本发明进一步的改进在于，在火电厂厂内配置储能系统，用于辅助火电机组参与到电力系统频率调节中，提高火电机组调频收益。

9、本发明进一步的改进在于，该系统采用直流变压器将储能光伏升压，直流变压器通过高频斩波、变压器隔离、高频整流来实现直流变压，实现隔离和电压变换，在直流变压器中采用高频变压器。

10、本发明进一步的改进在于，在储能光伏系统中采用集中换流装置，实现储能光伏微电网功率可控，功率精确调节，动态响应火电机组调频指令，采用集中换流装置，将储能光伏微电网作为可控负荷进行调节。

11、本发明进一步的改进在于，在火电机组厂用系统配置光伏，当火电机组不调频时，光伏日常发电通过主变输送至电网，增加火电厂售电收益，当火电机组调频时，能够作为电源点，联合储能系统一起参与到火电机组调频过程中。

12、本发明进一步的改进在于，储能光伏微电网通过后备开关与火电厂用电系统连接，后备开关与储能光伏并网开关设置有闭锁逻辑，当不参与火电机组调频时，闭合后备开关，储能光伏微电网可以连接至火电机组厂用电系统中，白天光伏稳定供电，晚上储能稳定供电减少火电厂用电率，储能光伏微电网能够作为火电厂用系统的后备电源，当厂用电系统失电后，储能光伏微电网立即向火电厂用系统供电。

13、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

14、1.本发明在火电厂厂内配置储能系统，可以辅助火电机组参与到电力系统频率调节中，提高火电机组调频收益，有效减少由于频繁调节造成的火电机组设备疲劳和磨损，增加使用寿命，稳定机组出力，改善机组燃煤效率，提升机组的可用率，同时能够降低煤耗，减少旋转备用，进一步促进节能减排。

15、2.本发明采用直流变压器将储能光伏升压，直流变压器通过高频斩波、变压器隔离、高频整流来实现直流变压，可以实现隔离和电压变换，在直流变压器中采用高频变压器，相较于功率变压器体积更小，损耗更少，易于维护。

16、3.本发明在火电机组厂用系统配置光伏，当火电机组不调频时，光伏日常发电可以通过主变输送至电网，增加火电厂售电收益，当火电机组调频时，也可以作为电源点，联合储能系统一起参与到火电机组调频过程中。

17、4.本发明中独，储能光伏微电网通过后备开关与火电厂用电系统连接，后备开关与储能光伏并网开关设置有闭锁逻辑，当不参与火电机组调频时，闭合后备开关，储能光伏微电网可以连接至火电机组厂用电系统中，白天光伏稳定供电，晚上储能稳定供电减少火电厂用电率，储能光伏微电网可以作为火电厂用系统的后备电源，当厂用电系统失电后，储能光伏微电网可以立即向火电厂用系统供电。

技术特征：

1.火电直流变压光储后备系统，其特征在于，包括：火电并网发电单元和直流变压光储后备单元；

2.根据权利要求1所述的火电直流变压光储后备系统，其特征在于，所述火电并网发电单元中发电机通过主变连接至电网系统，发电机出口连接有20kv交流厂用母线。

3.根据权利要求2所述的火电直流变压光储后备系统，其特征在于，所述直流变压光储后备单元中储能光伏集中换流装置及高厂变通过储能并网开关及厂用负荷并网开关连接至所述火电并网发电单元中20kv交流厂用母线，所述直流变压光储后备单元中储能光伏集中换流装置通过直流变压器高压侧整流装置、高频变压器、直流变压器低压侧逆变装置连接至储能光伏微电网直流母线，高频变压器的另一条出线通过储能光伏后备开关连接至6kv厂用交流母线，所述直流变压光储后备单元中高厂变通过6kv厂用交流母线、厂用负荷并网开关连接至厂用负荷，所述直流变压光储后备单元中锂电池模组通过储能汇流母线和储能dc-dc换流装置连接至储能光伏微电网直流母线，所述直流变压光储后备单元中光伏装置通过光伏dc-dc换流装置连接至储能光伏微电网直流母线，高频变压器的另一条出线通过储能光伏后备开关连接至6kv厂用交流母线，所述直流变压光储后备单元中高厂变通过6kv厂用交流母线、厂用负荷并网开关连接至厂用负荷。

4.根据权利要求3所述的火电直流变压光储后备系统，其特征在于，在火电厂厂内配置储能系统，用于辅助火电机组参与到电力系统频率调节中，提高火电机组调频收益。

5.根据权利要求3所述的火电直流变压光储后备系统，其特征在于，该系统采用直流变压器将储能光伏升压，直流变压器通过高频斩波、变压器隔离、高频整流来实现直流变压，实现隔离和电压变换，在直流变压器中采用高频变压器。

6.根据权利要求3所述的火电直流变压光储后备系统，其特征在于，在储能光伏系统中采用集中换流装置，实现储能光伏微电网功率可控，功率精确调节，动态响应火电机组调频指令，采用集中换流装置，将储能光伏微电网作为可控负荷进行调节。

7.根据权利要求3所述的火电直流变压光储后备系统，其特征在于，在火电机组厂用系统配置光伏，当火电机组不调频时，光伏日常发电通过主变输送至电网，增加火电厂售电收益，当火电机组调频时，能够作为电源点，联合储能系统一起参与到火电机组调频过程中。

8.根据权利要求3所述的火电直流变压光储后备系统，其特征在于，储能光伏微电网通过后备开关与火电厂用电系统连接，后备开关与储能光伏并网开关设置有闭锁逻辑，当不参与火电机组调频时，闭合后备开关，储能光伏微电网可以连接至火电机组厂用电系统中，白天光伏稳定供电，晚上储能稳定供电减少火电厂用电率，储能光伏微电网能够作为火电厂用系统的后备电源，当厂用电系统失电后，储能光伏微电网立即向火电厂用系统供电。

技术总结本发明火电直流变压光储后备系统，包括：火电并网发电单元和直流变压光储后备单元；火电并网发电单元，用于火电并网发电，直流变压光储后备单元通过交流母线连接于发电机出口；直流变压光储后备单元，用于光伏和储能直流组网，统一变流和升压接入火电并网发电单元。本发明通过直流变压器及集中换流装置接于火电发电机出口，可以联合火电机组进行频率调节，储能光伏微电网通过直流变压器低压侧换流器及后备开关与火电厂用电系统连接，可以作为火电厂用系统后备电源，提高火电机组厂用设备供电可靠性。技术研发人员：郑昀,薛晓锋,王烽,潘喜良,吴祥国,曾垂栋,林兴铭,梁晓斌,阮提,葛传军,池伟恒,施诚,杨沛豪,李菁华,郭昊,王栋受保护的技术使用者：华能罗源发电有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23