[发明专利]有冲击性负荷与飞轮储能的微电网运行方法及微电网系统

说明书

本发明公开了一种有冲击性负荷与飞轮储能的微电网运行方法及微电网系统，其中，带有冲击性负荷与飞轮储能的微电网还配置有柴油发电机组，在带有冲击性负荷与飞轮储能的微电网的运行过程中，柴油发电机组始终保持处于额定功率的工作状态；带有冲击性负荷与飞轮储能的微电网的运行方法包括在冲击性负荷启动时，柴油发电机组接入电网进行发电，柴油发电机组配合飞轮一起给冲击性负荷供电；当冲击性负荷结束后，柴油发电机提供的功率自动地转化为对飞轮进行充电，这样通过柴油发电机组与飞轮配合供电使柴油发电机组一直以额定功率供电的运行模式来减小对电网的冲击性。

技术领域

本发明属于微电网领域，尤其涉及一种有冲击性负荷与飞轮储能的微电网运行方法及微电网系统。

背景技术

由于微电网的应用发展迅速，实现了更大范围内新能源发电资源的优化利用，偏远山区海岛与移动载具的电气化，促进了电力市场化的发展。微电网作为一个小范围的电网，其发电与负荷均存在大波动与不确定性，特别在军用领域，负荷波动更加不可能有效预测并且更加剧烈。其中冲击性负荷以时间短幅度大的特点对电网有着诸多危害但同时也是一些微电网的重要组成部。冲击性负荷的研究成果大致分为军用与民用，军用集中于电气化武器，冲击性负荷模型多为脉冲电容充放电，民用集中于钢铁厂的生产。冲击性负荷的危害主要体现在：

(1)谐波污染；

(2)电压波动和闪变；

(3)三相不平衡；

(4)系统频率振荡；

(5)有功功率大幅变化影响发电机组的安全运行。

对于冲击性负荷危害的治理上，多数的文献的应对措施为滤波与使用SVC装置。对于有功功率波动储能作为一种应对效果显著，可靠迅速并且经济。由于微电网其自身系统惯性系数小，阻尼不足，不具备大电网的抗扰动能力，所以在冲击性负荷下更加需要储能装置来调节。

飞轮储能作为一种依靠飞轮旋转动能存储能量的储能设备，具有功率密度大与能量密度大的双重优势，并且放电深度大，对环境无污染，缺点是基建费用高。而且现有文献也论证了相对于其他储能设备，飞轮储能是电网调节的最佳选择并且性价比最高，同时在应对冲击性负荷上也是以飞轮储能效果最优。

在应对冲击性负荷时，飞轮的传统运行方式为间接性供电。通过飞轮储能作为能量媒介，在冲击性负荷发生时，冲击性负荷需要的功率全部由飞轮储能提供。冲击性负荷停止后，电网给飞轮储能充电，由此电网间接地给冲击性负荷供给能量，冲击性负荷与电网完全隔离没有电气连接。这样电网发电机无法配合供能，同时频繁地投切也会造成冲击从而导致电网稳定性下降。当储能与电网自身的发电机配合调节时，由于发电机可以提够部分功率给冲击性负荷，从而可以降低对储能容量的需求。

发明内容

基于上述传统研究与应用存在的问题，本发明目的在于提出一种有冲击性负荷与飞轮储能的微电网运行方法，其使电网发电机与飞轮一起协调运行，既可以防止冲击又可以使整个供电过程更加经济。

本发明的一种有冲击性负荷与飞轮储能的微电网运行方法，所述有冲击性负荷与飞轮储能的微电网还配置有柴油发电机组，在带有冲击性负荷与飞轮储能的微电网的运行过程中，柴油发电机组始终保持处于额定功率的工作状态；

所述带有冲击性负荷与飞轮储能的微电网的运行方法，包括：

在冲击性负荷启动时，柴油发电机组接入电网进行发电，柴油发电机组配合飞轮一起给冲击性负荷供电；

当冲击性负荷结束后，柴油发电机提供的功率自动地转化为对飞轮进行充电，这样通过柴油发电机组与飞轮配合供电使柴油发电机组一直以额定功率供电的运行模式来减小对电网的冲击性。

进一步的，所述柴油发电机组还与功率控制器相连，所述功率控制器用于控制柴油发电机组所输出的功率准确地输入至冲击性负荷。