[发明专利]风电场储能调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电；具体涉及风电场的储能调节系统。

背景技术

风力发电的电场接入电网系统，向电网输送绿色电力的同时，可能对电网造成诸多不良影响，这些不良影响因于风的随机性、间歇性和不可控性。风的这些特性导致风电场并网时具有和其他常规能源电厂不同的特点。具体的讲：因为风的随机、间歇和不可控性，风电场中的风电机组不易调节和控制出力，从而引起风电机组发出电能的波动与随机变化。这些波动与随机变化又进一步对电网的电压、频率造成不良影响。风电场对电网电压的影响主要有因风速变化、风机投切、风湍流等引起的电压波动和闪变，从而也对电网电压的稳定性产生影响，尤其是在较为薄弱的电网，将导致突然的瞬间电压跌落，致使电网电压波动以及风电机组的频繁掉线，从而造成更大的电压波动和电量损失。

风电场对电网频率的影响主要由风电场容量占系统总容量的比例决定。风电场通常位于距电力主系统和负荷中心较远的偏远地区或沿海岛屿，与相对较为薄弱的电网相连。当风电场容量较小时，其特性对电力系统的影响并不显著，但随着风电场容量在系统中所占比例的增加，风电场对系统的影响越加显著。其输出功率的随机波动性对电网频率的影响也会比较显著，进而影响电网的电能质量和系统中频率敏感负荷的正常工作。

电网传统调度计划的编制及实施，完全基于电源的可靠性和负荷的可预测性。当系统风电容量达到一定的规模后，风的随机、间歇和不可控性对传统调度计划的安排和实施提出挑战。

近年来，风电场的风电机组的安全运行控制开始受到重视，在存在电压、频率波动、三相不平衡和瞬时电压跌落，甚至外部短路等非理想因素的电力系统中，如何延长的风力发电机组的运行时间，减少不必要的脱网次数，保护机组免受因频繁制动刹车造成的机械与电气冲击，成为了研究热点。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决风电场并网时导致突然的瞬间电压跌落，致使电网电压波动以及风电机组的频繁掉线，从而造成更大的电压波动和电量损失，以及并网后电力调度计划的安排和实施等问题，本发明的目的在于提供一种风电场储能调节系统。利用本发明，可有效改善由风的随机、间歇和不可控性引起的风电场各种并网问题，保护风电场风电机组的安全运行，提高风电场的利用率，改善风电场并网时对电网的诸多不良影响。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种风电场储能调节系统，该装置包括：

在风电场与并网变压器之间设置有一个风电机组，用于检测风力发电机的输出电压、电流信号和电网的电压、电流信号；风电机组的信号控制端连接有一个中央储能控制系统；中央储能控制系统通过CAN总线与一个锂电储能系统和一个并网双向逆变器连接；锂电储能系统通过并网双向逆变器并联在风电机组输出端与并网变压器的连接处；并网双向逆变器对风电机组的功率输出进行锁相、锁频和调幅；中央储能控制系统通过CAN通信方式与锂电储能系统的电池管理系统进行相互通信，接收来自风电机组检测所得的电压、电流信号和电网的电压、电流信号，并经控制策略的运算与决策，对并网双向逆变器和锂电储能系统的锂电池组的充放电进行控制。

上述风电机组可以是多个，它们的功率输出端与并网双向逆变器的输出端并联；它们的信号控制端与中央储能控制系统的信号输入端并联。

本发明风电场储能调节系统，由于采取上述技术方案，提供了一种基于锂电池组的风电场储能系统，设计了由电池子模块控制单元LECU、电池模块管理单元BMU构成的风电场锂电储能系统专用的电池组管理系统BMS和中央储能控制系统ESS，给出了基于锂电池组的风电场储能控制策略。储能电源通过双向并网逆变器连接于并网变压器与风电场之间。储能控制器根据电网的电压、电流检测信号、风电场风电机组的控制器信号、电池组管理系统信号，执行储能控制策略程序，对锂电储能模块进行充电、放电控制，实现风电场并网时对电网的诸多不良影响的改善。因此，本发明解决了风电场并网时导致突然的瞬间电压跌落，致使电网电压波动以及风电机组的频繁掉线，从而造成更大的电压波动和电量损失，以及并网后电力调度计划的安排和实施等问题，取得了改善风电场并网时的性能、平稳风电场的功率输出、提高系统的机械、电气设备寿命，保证电网频率的稳定等有益效果。

附图说明

图1为本发明风电场储能调节系统的原理框图；

图2为本发明风电场储能调节系统另一实施例的原理框图；

图3为储能电池组电源管理系统的电原理图；