新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的系统及方法

摘要

本发明公开了一种新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的系统及方法，包括厂用变压器、厂用电母线、风力发电机组、风力发电机组并网开关、风力光伏电站母线、光伏发电机组、光伏发电机组并网开关、风力光伏电站出线开关、风力光伏电站进线开关、厂用电保安电源工作电源开关、三电源系统切换开关、厂用电保安电源备用电源开关及保安段母线，该系统及方法能够有效消纳新能源的发电量，降低火力发电厂的厂用电率，同时提高火电厂保安电源的可靠性及安全性。

说明书

技术领域

本发明属于新能源电站与火力发电厂系统技术领域，涉及一种新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的系统及方法。

背景技术

随着用电需求的增长以及新能源基地的大开发，依托大规模能源基地的发电及远距离传输已构成了我国电力供应的重要形式。但是随着新能源电站装机容量的快速增长，外送或消纳遇到了瓶颈，造成了大规模弃风、弃光现象。而火电厂的厂用电率通常在5％～6％之间，即煤燃烧产生蒸汽推动汽轮发电机产生的电力约有5％～6％被火电厂自身的负荷所消耗。一方面，大量新能源电站的发电量被浪费，另一方面使用煤炭等化石能源造成了严重的资源与环境问题。

火力发电厂保安电源系统一般设计为工作电源由自身厂用电提供，备用电源仅由柴油发电机提供，但是当厂用电失去时，如果柴油发电机也出现故障或者带载问题而无法正常工作，那么保安电源系统将面临失电的风险，会极大影响机组的安全。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的系统及方法，该系统及方法能够有效消纳新能源的发电量，降低火力发电厂的厂用电率，同时提高火电厂保安电源的可靠性及安全性。

为达到上述目的，本发明所述的新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的系统包括厂用变压器、厂用电母线、风力发电机组、风力发电机组并网开关、风力光伏电站母线、光伏发电机组、光伏发电机组并网开关、风力光伏电站出线开关、风力光伏电站进线开关、厂用电保安电源工作电源开关、三电源系统切换开关、厂用电保安电源备用电源开关及保安段母线；

厂用变压器的输出端与厂用电母线相连接，风力发电机组经风力发电机组并网开关与风力光伏电站母线相连接，光伏发电机组经光伏发电机组并网开关与风力光伏电站母线相连接，厂用电母线经风力光伏电站出线开关及风力光伏电站进线开关与厂用电母线相连接；

厂用电母线经厂用电保安电源工作电源开关与三电源系统切换开关的第一输入端相连接，风力光伏电站母线经厂用电保安电源备用电源开关与三电源系统切换开关的第二输入端相连接，柴油发电机与三电源系统切换开关的第三输入端相连接，三电源系统切换开关的输出端与保安段母线相连接。

风力发电机组经风力发电机组升压变及风力发电机组并网开关与风力光伏电站母线相连接。

光伏发电机组经光伏发电机组升压变及光伏发电机组并网开关与风力光伏电站母线相连接。

厂用电母线经厂用电保安电源工作电源开关及保安电源工作变压器与三电源系统切换开关的第一输入端相连接。

风力光伏电站母线经厂用电保安电源备用电源开关及保安电源备用变压器与三电源系统切换开关的第二输入端相连接。

一种新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的方法包括以下步骤：

1)厂用变压器带电后，闭合厂用电母线进线开关，厂用电母线带电；

2)闭合风力光伏电站出线开关，闭合风力光伏电站进线开关，风力光伏电站母线带电；

3)等待风力发电机组中叶片的转速达到输出功率条件后，励磁电源开始励磁，风力发电机组开始输出功率，当风力发电机组的输出电压达到并网条件后，经风力发电机组并网开关并入风力光伏电站母线，风力发电机组向厂用电正常供电；光伏发电机组的太阳电池板产生电能后建压，当光伏发电机组的输出电压达到并网条件后，经光伏发电机组并网开关并入风力光伏电站母线，光伏发电机组向厂用电正常供电；

当风力不足，风力发电机组中叶片的转速无法维持输出功率条件时，则断开风力发电机组并网开关；当光伏发电机组的太阳电池板无法产生足够的电能时，则断开光伏发电机组并网开关；

4)闭合厂用电保安电源工作电源开关，闭合厂用电保安电源备用电源开关；

5)当厂用电正常时，三电源系统切换开关选择合入厂用电保安电源工作电源进行供电，使保安段母线带电；

当厂用电失去时，风力光伏电站进线开关自动断开，并启动柴油发电机，同时判断保安电源备用变压器的输出电压是否正常，当保安电源备用变压器的输出电压正常时，则转至步骤6)，否则，则转至步骤7)；

6)三电源系统切换开关选择合入保安电源备用变压器进行供电，保安段母线带电；

7)等待柴油发电机建压成功后，三电源系统切换开关选择切入柴油发电机进行供电，保安段母线带电。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的系统及方法在具体操作时，将新能源电站接入火电厂的厂用电源中，同时将新能源电站作为火电厂保安电源的备用电源，有效降低火电厂的厂用电率，提高火电厂的经济效益，减少弃风、弃光的资源浪费，同时提高火电厂保安电源的可靠性及安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流程图。

其中，1为厂用变压器、2为风力发电机组、3为光伏发电机组、4为风力发电机组升压变、5为光伏发电机组升压变、6为风力发电机组并网开关、7为光伏发电机组并网开关、8为厂用电母线、9为风力光伏电站母线、10为风力光伏电站进线开关、11为厂用电母线进线开关、12为风力光伏电站出线开关、13为厂用电保安电源工作电源开关、14为厂用电保安电源备用电源开关、15为保安电源工作变压器、16为保安电源备用变压器、17为柴油发电机、18为三电源系统切换开关、19为保安段母线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的系统包括厂用变压器1、厂用电母线8、风力发电机组2、风力发电机组并网开关6、风力光伏电站母线9、光伏发电机组3、光伏发电机组并网开关7、风力光伏电站出线开关12、风力光伏电站进线开关10、厂用电保安电源工作电源开关13、三电源系统切换开关18、厂用电保安电源备用电源开关14及保安段母线19；厂用变压器1的输出端与厂用电母线8相连接，风力发电机组2经风力发电机组并网开关6与风力光伏电站母线9相连接，光伏发电机组3经光伏发电机组并网开关7与风力光伏电站母线9相连接，厂用电母线8经风力光伏电站出线开关12及风力光伏电站进线开关10与厂用电母线8相连接；厂用电母线8经厂用电保安电源工作电源开关13与三电源系统切换开关18的第一输入端相连接，风力光伏电站母线9经厂用电保安电源备用电源开关14与三电源系统切换开关18的第二输入端相连接，柴油发电机17与三电源系统切换开关18的第三输入端相连接，三电源系统切换开关18的输出端与保安段母线19相连接。

风力发电机组2经风力发电机组升压变4及风力发电机组并网开关6与风力光伏电站母线9相连接。

光伏发电机组3经光伏发电机组升压变5及光伏发电机组并网开关7与风力光伏电站母线9相连接。

厂用电母线8经厂用电保安电源工作电源开关13及保安电源工作变压器15与三电源系统切换开关18的第一输入端相连接。

风力光伏电站母线9经厂用电保安电源备用电源开关14及保安电源备用变压器16与三电源系统切换开关18的第二输入端相连接。

参考图2，本发明所述的新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的方法包括以下步骤：

1)厂用变压器1带电后，闭合厂用电母线进线开关11，厂用电母线8带电；

2)闭合风力光伏电站出线开关12，闭合风力光伏电站进线开关10，风力光伏电站母线9带电；

3)等待风力发电机组2中叶片的转速达到输出功率条件后，励磁电源开始励磁，风力发电机组2开始输出功率，当风力发电机组2的输出电压达到并网条件后，经风力发电机组并网开关6并入风力光伏电站母线9，风力发电机组2向厂用电正常供电；光伏发电机组3的太阳电池板产生电能后建压，当光伏发电机组3的输出电压达到并网条件后，经光伏发电机组并网开关7并入风力光伏电站母线9，光伏发电机组3向厂用电正常供电；

当风力不足，风力发电机组2中叶片的转速无法维持输出功率条件时，则断开风力发电机组并网开关6；当光伏发电机组3的太阳电池板无法产生足够的电能时，则断开光伏发电机组并网开关7；

4)闭合厂用电保安电源工作电源开关13，闭合厂用电保安电源备用电源开关14；

5)当厂用电正常时，三电源系统切换开关18选择合入厂用电保安电源工作电源进行供电，使保安段母线19带电；

当厂用电失去时，风力光伏电站进线开关10自动断开，并启动柴油发电机17，同时判断保安电源备用变压器16的输出电压是否正常，当保安电源备用变压器16的输出电压正常时，则转至步骤6)，否则，则转至步骤7)；

6)三电源系统切换开关18选择合入保安电源备用变压器16进行供电，保安段母线19带电；

7)等待柴油发电机17建压成功后，三电源系统切换开关18选择切入柴油发电机17进行供电，保安段母线19带电。

本发明所述的新能源电站与火力发电厂厂用电及保安电源互补的方法，也可以用于风光储新能源电站。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。