[发明专利]含电化学储能的交流励磁变速抽水蓄能系统及使用方法

说明书

本发明提供了一种含电化学储能的交流励磁变速抽水蓄能系统及使用方法，包括：交流励磁变速抽水蓄能机组模块和电化学储能模块；所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块与电网相连，所述电化学储能模块与交流励磁变速抽水蓄能机组模块相连；所述电化学储能模块，用于在电网频率处于正常状态时，为所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块提供电压；和用于在电网频率处于非正常状态时，平抑电网的功率波动，调节电网的频率变化；本发明将电化学储能和变速抽水蓄能混合后实现联合运行，融合了电化学储能的响应快速性能力，并进一步提升抽水蓄能机组的调节能力和鲁棒性；本发明还可以通过电化学储能提升机组在电网非正常状态下的动态支撑能力。

技术领域

本发明属于可变速抽水蓄能机组装置领域，具体涉及一种含电化学储能的交流励磁变速抽水蓄能系统及使用方法。

背景技术

交流励磁抽水蓄能机组为双馈式感应电机，在电动和发电状态下均可通过转子交流励磁方式实现变速恒频运行，具有较快的功率响应速度，有功功率、无功功率和转速均可独立调节，较传统的恒速抽水蓄能机组有更优越的运行性能。交流励磁抽水蓄能机组具有良好的电网适应性，在电网的频率调节、动态支撑等方面具有十分重要的意义。

目前交流励磁抽水蓄能机组主要在电网调频时发挥作用，尤其是在抽水工况下也能实现对电网频率的支撑。但交流励磁变速抽水蓄能机组依然存在调节能力差、需要进行调节的频度快、电网非正常状态下的动态支撑能力不佳以及机组使用寿命短等问题，为充分发挥其作用，规避其缺点，需要设计一种新型的交流励磁变速抽水蓄能系统。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种含电化学储能的交流励磁变速抽水蓄能系统，包括：交流励磁变速抽水蓄能机组模块和电化学储能模块；

所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块与电网相连，所述电化学储能模块与交流励磁变速抽水蓄能机组模块相连；

所述电化学储能模块，用于在电网频率处于正常状态时，为所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块提供电压；和用于在电网频率处于非正常状态时，平抑电网的功率波动，调节电网的频率变化。

优选的，所述电化学储能模块，包括：电化学储能单元和电池管理单元；

所述电化学储能单元的两侧通过导线与所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块连接；

所述电化学储能单元，用于通过化学反应产生和存储电能，并向所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块供电；和用于接收所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块发送的指令并根据接收的指令进行调节，并向所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块反馈参量信息；

所述电池管理单元，用于同所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块进行协同调节，对所述电化学储能单元进行控制。

优选的，所述电化学储能单元，包括：并联连接的电力电子变换组、电池储能组和电磁储能组；

所述电力电子变换组通过导线与所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块连接；

所述电力电子变换组的连接形式为级联式；

所述电池储能组为铅酸电池或锂离子电池；

所述电磁储能组为超级电容或锂离子超级电容。

优选的，所述交流励磁变速抽水蓄能机组模块，包括：换相开关单元、升压变压器、双馈电机、水泵水轮机、导叶系统、调速系统、网侧变流器、机侧变流器和监控单元；

所述升压变压器前端与换相开关相连，升压变压器的后端与电网相连；

所述换相开关与网侧变流器和双馈电机的定子相连；

所述网侧变流器与电化学储能模块相连，用于接收所述监控单元发送的指令并根据接收的指令进行网侧参量调节，和向所述监控单元反馈参量信息；