[发明专利]风电场站级储能后备电源系统及其控制方法、发电机组

说明书

本发明公开了一种风电场站级储能后备电源系统及其控制方法、发电机组。该系统包括后备电源、能量管理系统、风机主控模块、第一开关、第二开关和风场电网；后备电源为风电场站级储能电池系统；风机主控模块用于检测风力发电机的风速；能量管理系统用于检测风场电网的电信号；风力发电机的风速大于预设风速，且风场电网的第一输入端的电信号对应的电压值小于预设电压值，能量管理系统用于控制第一开关断开，并控制第二开关闭合；风机主控模块用于根据后备电源的第二输出端的电源信号，发出风力发电机停转控制信号。本发明达到了风力发电机故障，且风场电网断电时，仍可以控制风力发电机停转，保证了风力发电机组的安全稳定运行的效果。

技术领域

本发明实施例涉及发电技术领域，尤其涉及一种风电场站级储能后备电源系统及其控制方法、发电机组。

背景技术

随着环境问题日益严重以及科学技术的日益进步，风电等清洁能源与可再生能源逐渐被人们利用开发，风电装机容量与占有率逐年提高，风机内主控模块、变桨控制模块、偏航模块、消防模块、照明及视频监控等均由内部降压变压器供电，当风力发电机故障时，由后备电源为主控模块供电。

但是风力发电机组一般处于特殊的工作环境下，易遇极端恶劣天气，恶劣风况下，风场电网容易失电；而且风力发电机现有的后备电源为不间断电源(UninterruptiblePower Supply，UPS)，而UPS为铅酸电池，铅酸电池寿命短、容易引发故障，使得风场电网容易失电，风场电网失电导致机组失电时，机组不能及时变桨气动刹车，会发生飞车事故，严重影响着风力发电机组的安全稳定运行。

发明内容

本发明提供一种风电场站级储能后备电源系统及其控制方法、发电机组，以实现当风力发电机和风场电网故障时，仍可以控制风力发电机停转，保证了风力发电机组的安全稳定运行。

第一方面，本发明实施例提供了一种风电场站级储能后备电源系统，风电场站级储能后备电源系统包括：后备电源、能量管理系统、风机主控模块、第一开关、第二开关和风场电网；其中，所述后备电源为风电场站级储能电池系统；

所述风机主控模块的检测端与风力发电机的输出端连接，所述风机主控模块的检测端用于检测风力发电机的风速；

所述后备电源的第一输出端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述风场电网的第一输入端连接，所述风场电网的第一输出端与所述风机主控模块的第一输入端连接，所述能量管理系统的检测端与所述风场电网的第一输入端连接，用于检测所述风场电网的第一输入端的电信号；

所述后备电源的第二输出端与所述第二开关的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述风机主控模块的第二输入端连接；

所述第一开关的控制端与所述能量管理系统的第一输出端连接，所述第二开关的控制端与所述能量管理系统的第二输出端连接，所述能量管理系统的第一输入端与所述风机主控模块的第一输出端连接，所述风力发电机的风速大于预设风速，且所述风场电网的第一输入端的电信号对应的电压值小于预设电压值，所述能量管理系统用于控制所述第一开关断开，并控制所述第二开关闭合；

所述风机主控模块的第二输出端与风力发电机的输入端连接，所述风机主控模块用于根据所述后备电源的第二输出端的电源信号，发出风力发电机停转控制信号。

可选地，风电场站级储能后备电源系统还包括单向逆变器，所述单向逆变器的第一输入端与所述第二开关的第二端连接，所述单向逆变器的第一输出端与所述风机主控模块的第二输入端连接，所述单向逆变器用于将所述后备电源的直流信号转换为交流信号。

可选地，所述单向逆变器的控制端与所述能量管理系统的第三输出端连接，所述能量管理系统用于控制所述单向逆变器启动。

可选地，所述单向逆变器包括直流电压转换单元和交流电压转换单元；