本發明涉及飛輪儲能系統配置方法,具體涉及一種應用于風儲聯合調頻工況下提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,屬于永磁同步飛輪。
背景技術:
1、隨著清潔能源的不斷發展,風力發電作為清潔能源的重要組成部分,其在電力系統中的裝機容量正在迅速增長。然而,風電機組與電網的頻率解耦現象導致了系統慣量的降低和穩定性的下降,這是因為大多數風電機組都是采用變槳距或者變頻調速的方式來控制輸出功率,從而響應風速的變化,這種方式雖然能夠有效地捕捉風能,但是它減少了機組對電網頻率變化的響應能力,進而影響了系統的穩定性。
2、為此,為了進一步提升風電機組對電網的支撐能力,將儲能系統與風電機組聯合起來,參與到電網的調頻中,永磁飛輪儲能系統就是常見的一種形式,它利用永磁飛輪的高轉速轉動慣量來儲存能量,但也存在能量密度不高的問題,因此有必要研究一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題,本發明的主要目的在于提出一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,技術方案如下:
2、一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,包括:
3、永磁飛輪儲能系統開始并網運行,確定系統額定功率;
4、并網運行后,檢測永磁飛輪輸出功率;
5、判斷永磁飛輪輸出功率是否為系統額定功率;
6、當永磁飛輪輸出功率等于系統額定功率時,超級電容不輸出功率,返回繼續檢測永磁飛輪輸出功率;
7、當永磁飛輪輸出功率小于系統額定功率時,超級電容輸出功率,來補充永磁飛輪的功率缺額,提高永磁飛輪儲能系統的容量。
8、進一步地,永磁飛輪輸出功率為p1,所述系統額定功率為pn。
9、進一步地,當永磁飛輪輸出功率等于系統額定功率時,超級電容不輸出功率,是指永磁飛輪儲能系統在轉速高的恒功率區間運行時,p1=pn,超級電容輸出功率為p2=0;
10、進一步地,當永磁飛輪輸出功率小于系統額定功率時,超級電容輸出功率,是指永磁飛輪儲能系統在轉速低的恒轉矩區間運行時,p1<pn,超級電容輸出功率為p2=pn-p1。
11、進一步地,所述超級電容的額定輸出功率要不小于系統額定功率pn與接入超級電容后的永磁飛輪輸出功率p0的差額功率p,差額功率p的表達式如下:
12、p=pn-p0
13、式中,p0為永磁飛輪輸出功率,表達式如下:
14、
15、式中,n1為接入超級電容前永磁飛輪允許的最低轉速,n0為接入超級電容后永磁飛輪允許的最低轉速。
16、進一步地,永磁飛輪儲能系統的容量,表達式如下:
17、
18、式中,s2為接入超級電容后永磁飛輪儲能系統的容量,s1為接入超級電容前永磁飛輪儲能系統的容量,表達式如下:
19、
20、式中,n1為接入超級電容前永磁飛輪允許的最低轉速,n2為接入超級電容后永磁飛輪允許的最高轉速。
21、進一步地,永磁飛輪儲能系統,包括雙饋風機、永磁飛輪和超級電容,雙饋風機的定子側接入電網,雙饋風機的轉子側和永磁飛輪分別通過機側變流器和網側變流器后再接入電網;永磁飛輪也通過其機側變流器和網側變流器接入電網;超級電容通過dc-dc變換器將輸出電壓調整到與永磁飛輪變流器中的直流母線電壓相同,并連接至該直流母線,進而接入電網。
22、一種提高永磁飛輪儲能系統容量的裝置,包括:
23、雙饋風機模塊,用于將風能轉換成電能;
24、永磁飛輪模塊,用于將電能轉換成動能儲存;
25、機側變流器模塊,用于控制電機的變頻調速;
26、網側變流器模塊,用于接入電網提供電能輸出;
27、超級電容模塊,用于輸出功率,來補充永磁飛輪的功率缺額;
28、變換器模塊,用于將超級電容輸出電壓調整到與永磁飛輪變流器中的直流母線電壓相同。
29、一種計算機設備,包括存儲介質、處理器及存儲在存儲介質上并可在處理器上運行的計算機程序,處理器執行所述計算機程序時實現一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法的步驟。
30、一種存儲介質,存儲介質存儲有計算機程序,計算機程序被處理器執行一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法的步驟。
31、與現有技術相比,其有益效果在于:
32、永磁飛輪和超級電容共用網側變流器,降低了建設成本和后續故障率,通過接入超級電容,利用超級電容的輸出來補充永磁飛輪儲能系統運行在低轉速區間時的功率缺額,使永磁飛輪儲能系統能夠在更大范圍的轉速區間以系統額定功率運行,提高了永磁飛輪儲能系統的容量和參與電網調頻的能力,增強了功率響應能力和穩定性,優化整個電網系統的運行性能。
1.一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,其特征在于,所述永磁飛輪輸出功率為p1,所述系統額定功率為pn。
3.根據權利要求1所述的一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,其特征在于,所述當永磁飛輪輸出功率等于系統額定功率時,超級電容不輸出功率,是指永磁飛輪儲能系統在轉速高的恒功率區間運行時,p1=pn,超級電容輸出功率為p2=0。
4.根據權利要求1所述的一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,其特征在于,所述當永磁飛輪輸出功率小于系統額定功率時,超級電容輸出功率,是指永磁飛輪儲能系統在轉速低的恒轉矩區間運行時,p1<pn,超級電容輸出功率為p2=pn-p1。
5.根據權利要求1所述的一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,其特征在于,所述超級電容的額定輸出功率要不小于系統額定功率pn與接入超級電容后的永磁飛輪輸出功率p0的差額功率p,差額功率p的表達式如下:
6.根據權利要求1所述的一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,其特征在于,所述永磁飛輪儲能系統的容量,表達式如下:
7.根據權利要求1所述一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法,其特征在于,所述永磁飛輪儲能系統,包括雙饋風機、永磁飛輪和超級電容,所述雙饋風機的定子側接入電網,所述雙饋風機的轉子側和永磁飛輪分別通過機側變流器和網側變流器后再接入電網;永磁飛輪也通過其機側變流器和網側變流器接入電網;超級電容通過dc-dc變換器將輸出電壓調整到與永磁飛輪變流器中的直流母線電壓相同,并連接至該直流母線,進而接入電網。
8.一種提高永磁飛輪儲能系統容量的裝置,其特征在于,包括:
9.一種計算機設備,其特征在于,包括存儲介質、處理器及存儲在存儲介質上并可在處理器上運行的計算機程序,所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-7任一所述的一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法的步驟。
10.一種存儲介質,其特征在于,所述存儲介質存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行如權利要求1-7任一所述的一種提高永磁飛輪儲能系統容量的方法的步驟。