[发明专利]一种可并网运行的风储系统的监控装置

说明书

所属技术领域

本发明涉一种可并网运行的风储系统的监控装置。

背景技术

风能作为一种可再生能源，其具有的无污染、容易获得、分布广等特性，使得风力发电技术在世界范围内得到飞速发展，我国电网中风力发电的规模也在不断增加。由于风能具有随机性和间歇性的特点，风电场输出功率很不稳定，为了保证大规模风力发电接入电网后的整个大电网能够稳定安全运行，最有效的方法就是用储能系统联合风电给电网输出功率。将储能系统与风力发电相结合，就可以有效地平滑风电场的有功功率输出，减少风电场对电网的冲击。

由于风力发电对电网的渗透率的不断增加，其对电网的影响越来越不可忽略，电网的维护成本也越来越大，因此其应积极参与电网协调建设和调度运行，对电网实现有力支持和补充。功率的波动性程度直接影响电网原有的潮流分布，当风力发电渗透率处于较高水平时，波动性和随机性会给电网的原有运行方式带来巨大的冲击。

在智能电网和微网等大型储能系统和分布式储能系统应用中，常采用一种直流总线的连接方式,该连接方式是储能电池模块通过一种双向逆变器接入直流总线，需要接收能量的时候，电网通过逆变器向储能电池充电；需要向电网送电的时候，储能电池通过双向逆变器电网输电。

风储系统包括并网运行模式和离网运行模式；并网运行模式，微网与大电网并网运行，通过控制变换器输出电流与电网电压同相位，即传统的电流控制，达到单位功率因数输出，同时间接控制变换器输出功率；离网运行模式，当电网故障时，微网及时与大电网断开而独立运行；离网运行模式时，针对不同负载，微网具有良好的输出外特性，通常包括PQ法，PV法，V/f法等输出外特性控制方法。风储系统在并网运行时，需要解决的关键问题是安全性和经济性。

发明内容

本发明提供一种可并网运行的风储系统的监控装置，该监控装置可预测风力发电设备的发电功率，可实时追踪风储系统和大电网连接点的功率需求，实时检测的蓄电池模块电池容量，在并网运行时，能合理配置风力发电功率和储能容量，能制定和实施最适宜的控制策略，保障并网时按照大电网的需求平稳提供功率输出，并提升供电的安全性和经济性。

为了实现上述目的，本发明提供一种可并网运行的风储系统的监控装置，该监控装置包括：

风力发电设备监控模块，用于实时监控风力发电设备，并对风力发电设备的发电功率进行预测，对风力发电的功率输出进行控制；

储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC和DC/DC双向变换器，控制储能系统功率输入和输出；

大电网联络模块，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信息；

并网监控模块，用于控制风储系统连接或隔离大电网，包括AD采集模块和逆变控制器；

负载监控模块，用于实时监控风储系统内的负载；

中控模块，用于确定风储系统的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以执行该运行策略；

总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络。

优选的，AD采集模块的输入端设置于并网AC/DC双向变换器的输出端，所述逆变控制器连接至所述并网AC/DC双向变换器的控制端。

优选的，所述逆变控制器用于在并网AC/DC双向变换器并网运行前设置电抗模型值L0，所述AD采集模块用于在所述并网AC/DC双向变换器运行后，采集所述并网AC/DC双向变换器在n时刻和n+1时刻输出的并网电流值i_L(n)和i_L(n+1)，其中，(n，n+1)对应开关周期T_period、所述并网AC/DC双向变换器在n时刻输出的电抗电压值U_L(n)、所述并网AC/DC双向变换器在n+1时刻输出的电抗电压值U_L(n+1)和所述并网AC/DC双向变换器在n+2时刻输出的并网电流值i_L(n+2)，其中，(n+1，n+2)对应开关周期T_period，并对所述并联电流值和电抗电压值进行模数转换，将转换后的对应数字信号发送至所述中控模块。

所述中控模块将接收到的来自AD采集模块的数字信号的所述并网电流值i_L(n)、i_L(n+1)、开关周期T_period和n时刻输出的电抗电压值U_L(n)代入下式(1)，以得到关于并网电抗值L和等效串联电阻R的第一关系式，