[发明专利]混合发电厂

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合发电厂，包括至少一个涡轮电厂和至少一个储能装置，还包括运行这样的一个混合发电厂的一种附属方法。

背景技术

一个电网的运行需要的能量由多个不同种类的发电厂提供，例如，核电厂、燃煤电厂、天然气电厂、风力发电厂、沼气发电厂或太阳能发电厂，所有这些电厂都为非本地电网提供能量。非本地电网是输电网，举个例子，例如那些在德国的输电网，如Amprion,50Hertz,TennetandTransnetEnBW。这些输电网是欧洲互联电网的一部分。

直到现在，50Hz的电网频率被使用在这些电网中，目的是使电网稳定。可再生能源的使用范围内，有一种减小涡轮电厂数量的趋势(这里涉及带有涡轮的动力装置，用于产生能量并将它输入电网中)。结果，相应地，会有更少的涡轮电厂为电网提供电能，因此相应地会对电网频率有着更小的影响。当电网中的负载增加时，涡轮电厂的涡轮机轴被减速，以便释放能量，因此正常的，电网频率降低。相反，当负载减少时，涡轮的转速增加，因此，电网频率也增加。但是，当大部分电网逆变器在电力生产期间使用可再生能源，例如风力发电厂、沼气发电场或太阳能发电厂，那么功率大小不再影响频率，这使得开关涡轮电厂不再根据电网频率的增加和降低来打开和关闭开关。在此情况下，电网不再通过改变电网频率来响应负载状态的改变，但是，电网逆变器在过载的情况下突然被关断，可能会导致全网停电(主电网电源中断)。

在该背景技术之前，就期待有能够抵御电力中断(停电)的电网了，即使是在涡轮电厂数量降低的情况下。

发明内容

本发明的目的是提出一种合适的发电厂及一种附属方法，用于为非本地电网提供电能，以改善非本地电网中针对突然停电(断电)的安全性。

该目的是由为非本地电网提供能量的一混合发电厂实现的，包括至少一涡轮电厂和带有一个或多个储能模块的至少一储能装置，其中涡轮电厂与非本地电网连接，用于输入电能，且包括一监测单元，用于根据一特定转速特征量监测涡轮的转速，至少是在能量被输入非本地电网时，其中，储能装置与非本地电网独立连接，或者通过涡轮电厂连接，其中，监测单元与附属储能装置的一控制单元连接，用于基于特定转速特征量通过一数据连接传输一特征量信号给控制单元，储能装置的控制单元以这种方式设置——为响应特征量信号——以便如果涡轮的转速下降，它引起了储能装置能够给非本地电网提供额外能量。

通过增加带储能系统的涡轮电厂，其中储能系统与涡轮电厂连接，以这种方法，如果涡轮的转速下降，储能系统将能量输入非本地电网，涡轮转速因非本地电网中的外部负载导致的下降，比没有额外增加的储能装置的情况的下降要慢的多。根据额外输入的电量，涡轮的转速也可以再次被提高至目标值。以这种方式，作为一个总系统的混合发电厂的总惯性被增加，并且因而，它朝着外部动作，好似回转质量(涡轮)被增加了。因此，没有实际的额外质量，剩余的涡轮的稳定效应可以被改善，而不必为此使用电网频率的控制参数。因此，该混合发电厂可以使用相同的稳定效应，即使是缺少混合发电厂的频率调整，由于有非本地电网的电网频率，因而改善了在非本地电网中对于所谓停电的安全性，其中非本地电网具有基于可再生能源的大量电厂，这些电厂通过有恒定电网频率的电网逆变器向非本地电网中注入能量，因此之前在基于电网频率的波动的涡轮电厂的共同调节是不可能的，或者至少是困难的，由于未使用根据本发明提供更多解决方法，断电的风险会上升。而且，鉴于本发明提出的混合发电厂，在电厂有电网逆变器的情况下，免除重新给系统装备所谓的虚拟同步机的需要是可能的。如果没有基于本发明的混合发电厂，有电网逆变器的电厂，特别是基于再生能源发电的发电厂，例如风力发电厂或太阳能发电厂，不得不配备这样的虚拟同步机，使得这些电厂可以被平滑地结合至电网中，用于基于电网中确定的电网频率保持所有涡轮发电厂的整体控制。因此，本发明提出的混合发电厂也使得通过电网逆变器与非本地电网连接的电厂的使用更为有利，而不需要所谓的虚拟同步机。进一步地，与非本地电网连接的储能系统同样的也不需要用于电网连接的虚拟同步机。

所以，有了本发明以后，非本地电网或互联电网中的供电可靠性和电网质量得到了保证。精确地，正极和负极能量供应的可能性(向电网输入能量或从电网获取能量)保证了对现有电网状态的灵活响应，其中电网状态通过涡轮发电厂的涡轮转速间接确定。使用储能装置，依靠涡轮发电厂和储能装置之间的相互作用，非本地电网的需求被有效的满足。由于本发明的储能系统，可再生能源的技术提升和金融实用性提升也可以实现，非本地电网中的调整可以被简化。