[发明专利]一种太阳能和风能综合发电系统

说明书

所属技术领域

本发明涉一种太阳能和风能综合发电系统。

背景技术

随着世界各国对能源需求的急剧膨胀、生态环境的日益恶化以及人类可持续发展的要求，世界各国都在积极开发利用可再生的新能源。

当前，风力发电是可再生能源开发利用中技术最成熟、最具开发规模和最具商业化发展前景的发电形式。由于其在减轻环境污染、调整能源结构、促进可持续发展等方面的突出作用，风力发电是本世纪重要的绿色能源，是煤炭等常规能源发电的重要替代能源之一。而太阳能资源丰富、分布广、无污染、可再生，使得太阳能光伏发电成为新能源开发中的主流。

风力发电和光伏发电因各自的特点，实现互补。风力发电夜间好，光伏发电白天好，风光互补发电，可实现新能源全天候发电。通过建立风光储能电站，提高风电消纳能力和光伏间歇性问题，并起到对电网削峰填谷的作用。

随着风电和光伏发电规模的不断扩大，并网后，势必会给电网带来不良的影响。风速和光照的突然改变会造成电压的波动与闪变或频率的改变，从而影响了电能质量；风光出力的不确定性导致了潮流的不确定性，潮流改变可能造成支路潮流越限、节点电压的越限等，从而影响供电可靠性。与此同时，还要增加相应容量的旋转备用来保证系统的调峰、调频能力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种太阳能和风能综合发电系统，该系统通过引入储能模块，将风能和太阳能转储在储能系统中，根据电网的需求，连续或间歇地为电网供电，同时该系统还可以根据电网波动情况，根据当前风力及日照状况，进行自适应地发电，在并网运行时，降低对电网的冲击。

为了实现上述目的，本发明提供一种太阳能和风能综合发电系统，该系统包括：

风力发电机，用于将风能转换成电能，其中该风力发电机采用双馈电机；

风机电压、电流、转速采样模块，用于检测电机运行时的电压、电流和转速；

太阳能电池板，用于将太阳能转换为电能；

储能模块，用于储存上述风力发电机和太阳能电池板获取的电能，其中所述风力发电机获取的电能通过整流装置储存至该储能模块，所述太阳能电池板获取的电能通过DC/DC变换器储存至该储能模块，该储能模块包括多个电池模块；

逆变模块，用于将储能模块的电能转换成交流电，经升压变压器和主断路器与电网母线连接；

主控模块，用于控制该发电系统运行，协调各个部件和模块的工作。

优选的，所述发电系统还包括电池模块监测装置，该监测装置包括如下单元：

用于测量储能模块中的多个电池模块温度的温度测量单元；

用于测量储能模块中的多个电池模块电压的电压测量单元；

用于根据测量的相应电压和温度，获得储能模块中的多个电池模块的总电压和总电流的计算单元；

用于测量储能模块中多个电池模块的充放电状态和充放电时间的充放电测量单元；

用于存储储能模块中的多个电池模块的总电压、总电流、多个电池模块的电压和温度的存储单元；

用于根据获得的总电压、总电流、多个电池模块的充放电状态、充放电时间和温度，获得储能模块监测参数，同时根据获得的参数对储能电池包中的电池模块进行监控的监控单元。

优选的，所述储能模块监测参数包括储能模块的剩余电量估计值、实时最大输入功率值、实时最大输出功率值、实时最大风电消纳值、当前存储能量和充放电倍率。

优选的，所述发电系统还包括均衡器，所述均衡器并联在所述多个电池模块的两端，所述监控单元根据不同电池模块充电要求，经所述均衡器，输出给定的充电电流至电池模块，监控单元对单个电池模块的电流、电压及温度等状态信息进行实时监测，将监测结果与预先设定的状态信号进行差值比较，输出相应驱动信号，控制均衡器的通断，通过均衡优化控制策略，提高电池组的性能与循环寿命。

优选的，该发电系统还包括自动发电量控制(AGC)协调模块，用于预测和控制发电系统并网时的发电功率，该模块包括：

电网数据获取单元，可从电网调度中心实时读取电网量测数据；

电网数据分析单元，可对所述电网量测数据进行数据处理和质量判断，判断电网所处的控制区间；

发电功率协调单元，由实时发电计划获得基点，并计算电网调节需求，并按照协调控制策略进行调节功率分配，该发电功率协调单元与所述主控模块相连，并通过主控模块向逆变模块的驱动模块发出指令，以控制功率输出。