[发明专利]一种用于风力发电场的黑启动系统及其供电方法

摘要

本发明公开一种用于风力发电厂的黑启动系统，包括风力发电机群、为黑启动系统的启动提供启动电源的储能电源、柔性交流输电装置以及总控机，风力发电群包含N个并联的风力发电机，每个风力发电机一端分别连接一出口断路器，所述出口断路器并联在风力发电厂的母线上，另一端连接对应的N个本地监控单元；柔性交流输电装置，并联在风力发电厂的母线上；总控机，通过信号总线分别与储能电源、柔性交流输电装置、本地监控单元进行实时的双向通信。还公开了用于风力发电厂黑启动的方法。本发明在风电场全部断电并不依赖外部电网的情况下，实现风电场的自启动，并能够根据实时风速条件，优化风机的启动顺序，从而达到黑启动过程经济和快速的效果。

主权项

一种用于风力发电场的黑启动系统的供电方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.风力发电场停电时，总控机发送黑启动命令：读取分析储能电源上传的储能电压、电流及可用储量，并根据储能电源的电压‑容量特性，预估储能电源出力，以确定启动的风力发电机数量；步骤2.总控机读取并分析本地监控单元通过信号总线上传的风力发电机实时运行参数，包括风机位置的风速、出口电压、电流、频率、出口断路器的开合状态，根据风机位置和风速大小，确定启动的风机优先顺序；步骤3.当总控机确定风机的启动数量和启动顺序后，总控机向启动优先级在前的风机发送启动命令，使该风机的辅路断路器闭合，采集风机出口电压U，根据风机固有的电压‑功率特性确定该风机的有功出力P，并计算已启动的风机总功率PΣ，当PΣ>PN时即已启动的风机总功率达到能够启动单台风机的最小启动功率PN时，使出口断路器闭合，从而该风机启动成功，开始向风电场母线供电，进而向未启动风机提供启动电源；否则继续用储能电源启动其他风机，以此类推，直至所有风机都成功启动，风电场黑启动过程结束；所述的黑启动系统，包括风力发电机群、为黑启动系统的启动提供启动电源的储能电源、柔性交流输电装置以及总控机，其中，风力发电群包含N个并联的风力发电机，每个风力发电机一端分别连接一出口断路器，以控制电流回路通断，所述出口断路器并联在风力发电场的母线上，另一端连接对应的N个本地监控单元；柔性交流输电装置，并联在风力发电场的母线上，为平抑风力发电场的母线电压波动提供无功支撑；总控机，通过信号总线分别与储能电源、柔性交流输电装置、本地监控单元进行实时的双向通信；所述本地监控单元包括：交流采样板，用于采集风力发电机的出口电压、电流、频率以及风机位置的风速；主控板，分析处理交流采样板采集到的风力发电机出口电压、电流、频率以及风机位置的风速，并发送控制信号给开入开出板；开入开出板，即开关量输入输出板，开出板接收来自主控板的控制信号，将数字信号转换成物理的高低电平，用于驱动控制出口断路器和辅路断路器的闭合；开入板接收断路器反馈的开合状态电平信息，将其转换成数字信号，发送给主控板，用于本地监控单元检测出口断路器的开合状态；通信板，接收经主控板分析处理的数据并分别通过相应的通信协议传输至总控机和人机接口板；人机接口板，显示本地监控单元采集到的风机出口电压、风机出口电流、风机位置风速以及出口断路器和辅路断路器工作状态，并对风机断路器进行直接手动紧急断开以及设置过压保护Usu、欠压保护Usd、过流保护Is的值。