本發明專利技術公開了一種風電場儲能調節裝置，包括一個或多個鋰離子電池組系統、中央儲能控制系統和一個或多個雙向逆變器裝置，中央儲能控制系統與風機控制器、鋰離子電池系統和雙向逆變器裝置進行信息交互，通過雙向逆變器對鋰離子電池組系統進行功率控制，從而實現對風電場出力控制和補償。本發明專利技術可改善風電場并網時功率波動和間歇性問題，補償風功率預測誤差，幫助風電場實現低壓穿越、工頻控制、旋轉備份等功能，改善風電場并網時的性能、平穩風電場的功率輸出、提高系統的機械、電氣設備壽命，保證電網穩定、風電場出力等有益效果。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及ー種風カ發電并網儲能調節裝置。
技術介紹
由于風的隨機性、間歇性和不可控性，傳統風力發電向電網輸送綠色電力時對電網安全、穩定性、調度等方面會造成諸多不良影響。因風速變化、風機投切、風湍流等引起的電壓波動和閃變，會導致電網電壓穩定性變差；在風速過大的情況下，風機由于安全保護導致發電功率的損失，在薄弱電網易于引起瞬間電壓跌落和エ頻波動，影響電網的安全；電網瞬時出現電壓閃變的情況下，傳統風力發電技術無法實現低壓穿越功能，導致風機由于過電流保護而切機脫網，大面積風機突然停止發電，從而影響電網頻率，引起電網安全問題；傳統風カ發電技術采用風功率預測手段對風場出力進行預測，并由此安排電網的調度和發電計劃，與傳統發電廠發電方式不同，風カ實發電カ與計劃安排存在一定誤差，通常通過傳 統調度方式(旋轉備份等)進行補償，導致電網效率下降；傳統風力發電技術由于其預測的不準確性，無法實現旋轉備份、慣性等相應功能。風電場對電網頻率的影響主要由風電場容量占系統總容量的比例決定。風電場通常位于距電力主系統和負荷中心較遠的偏遠地區或沿海島嶼，與相對較為薄弱的電網相連。當風電場容量較小時，其特性對電カ系統的影響并不顯著，但隨著風電場容量在系統中所占比例的増加，風電場對系統的影響愈加顯著。其輸出功率的隨機波動性對電網頻率的影響也會比較顯著，進而影響電網的電能質量和系統中頻率敏感負荷的正常工作。近年來，隨著風機裝機容量的不斷増加，在電網中的比例逐步提升，局部甚至出現風カ發電份額大于三分之一以上情況，風電場并網發電對電網的影響加劇，風電接入成為行業亟待解決的問題，風カ發電并網調節技術成為研究的熱點
技術實現思路
針對前述傳統風力發電存在的技術缺陷，本專利技術所要解決的技術問題是提出ー種風カ發電并網儲能調節裝置，通過雙向逆變器對鋰離子電池組的功率或相位等的控制，實現風カ發電機在并網點的電壓、功率穩定輸出的目的，使風電場(或風機)具備低壓穿越、エ頻調節、旋轉備份、電カ調度等功能。利用本專利技術，可有效改善由風的隨機、間歇和不可控性引起的風電場各種并網問題，保護風電場風電機組的安全運行，提高風電場的利用率，降低風電場并網對電網的諸多不良影響。本專利技術解決其技術問題所采取的技術方案是一種風カ發電儲能調節裝置，包括一個或多個鋰離子電池組系統、中央儲能控制系統以及ー個或多個雙向逆變器，風電機組的信號控制端連接中央儲能控制系統；中央儲能控制系統連接一個或多個鋰離子電池組系統和ー個或多個并網雙向逆變器；鋰離子電池組系統功率輸出側與并網雙向逆變器相連接；并網雙向逆變器通過鎖相、鎖頻或調幅控制策略對風電機組的功率輸出進行補償或吸收；中央儲能控制系統與鋰離子電池組系統的電池管理系統進行相互通信，同時接收來自風電機組檢測所得的電壓和電流信號以及電網的電壓和電流信號，并經控制策略運算與決策，對并網雙向逆變器進行控制，進而實現鋰離子電池組系統充放電控制。優選地，本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置中，一個或多個風電機組的功率輸出端直接，或間接經變壓器，與并網雙向逆變器的輸出端并聯；一個或多個風電機組的信號控制端與中央儲能控制系統的信號輸入端并聯。優選地，本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置中，中央儲能控制系統構成獨立控制単元或置入雙向逆變器、鋰離子電池管理系統中，通過電網、風機或風電場、雙向逆變器、鋰離子電池組的檢測信號以及調度信息，對鋰離子電池組的功率輸出進行有效控制。優選地，本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置中，其接入風場的方式包括接入風機交流輸出側和接入位于風機集流后的高壓側。優選地，本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置中，鋰離子電池系統由鋰離子電池組 和電池管理系統組成，電池管理系統通過對鋰離子電池組電流、電壓、溫度的檢測，實現電池組狀態管理、均衡管理和安全保護功能，并與中央儲能控制系統信息通信。使用本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置，中央儲能控制系統能根據電網頻率的變化和波動以及調度信息，通過控制鋰離子電池的輸出或輸入功率與風機輸出功率的預測和控制，實現ー個風機或多個并網點輸出功率在一定時間段上升或者下降，實現電網エ頻控制。使用本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置，中央儲能控制系統能根據電網調度信息，通過控制鋰離子電池的輸出或輸入功率和風機輸出功率的預測和控制，為電網提供一定時間的發電備份。使用本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置，中央儲能控制系統能根據電網調度信息，通過控制鋰離子電池的輸出或輸入功率和風機輸出功率的預測和控制，修正實現ー個風機或多個風機并網點輸出功率，減少風場計劃發電的偏差，提高風電場收益。使用本專利技術前述風カ發電儲能調節裝置，在風機并網點電壓跌落時，通過儲能電池實現風機輸出點電壓相對穩定性，持續時間滿足低壓穿越規定，從而保證風機發電實現低壓穿越功能，減少風電脫網影響。相對于現有技術，本專利技術通過雙向逆變器對輸出信號(功率、相位、電壓、電流等)進行控制，采用鋰離子電池組吸納有功功率和無功功率的方式，根據電網、風カ發電控制器、電池組系統、逆變器系統的狀態和調度系統，進行整體調控，實現風機并網點處電穩定、功率可控可測、低壓穿越、エ頻控制、旋轉備份等功能。本專利技術利用鋰離子電池系統高比能、高功率、快速響應、能量效率高的儲能特點，結合雙向逆變器可調功率、相位等特征，針對風カ發電進行保護、調控等。以鋰離子電池組系統為儲能元件，通過雙向逆變器控制其輸出，對風機或風電場的出力、安全保護、電カ調度等進行調節和改善，増加風機エ頻調節、旋轉備份、低壓穿越等輔助電力服務功能。本專利技術可實現對風カ發電技術的輸出功率可控可測，以及風機自身安全、電網調度補償等一體化功能解決，從而降低解決方案的復雜性，便于安裝并易于推廣。附圖說明圖I本專利技術風力發電儲能調節裝置第一較佳實施例的原理框圖。圖2本專利技術風力發電儲能調節裝置第二較佳實施例的原理框圖。圖3本專利技術風力發電儲能調節裝置第三較佳實施例的原理框圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，進ー步闡述本專利技術。這些實施例應理解為僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的保護范圍。在閱讀了本專利技術記載的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本專利技術權利要求所限定的范圍。實施例I如圖I所示，本專利技術第一優選實施例提供的風電場分布 式儲能調節裝置中，在風電場中每個風電機組與并網變壓器之間設置有ー個風電場儲能調節系統，用于檢測風カ發電機的輸出電壓、電流信號和電網的電壓、電流信號；風電機組的信號控制端連接有ー個中央儲能控制系統2 ;中央儲能控制系統2通過通訊總線與一個鋰離子電池組系統I和ー個并網雙向逆變器3連接；鋰離子電池組系統I通過并網雙向逆變器3并聯在風電機組輸出端與并網變壓器的連接處；并網雙向逆變器3對風電機組的電壓輸出進行鎖相、鎖頻和調幅。如圖I所示，本實施例中，風電場儲能調節裝置主要由多臺風電機組、多臺儲能電池組、多臺雙向并網逆變器和多組中央控制系統構成。其中，一臺儲能電池組對應ー臺風電機組，通過并網逆變器連于風電機組的交流處，對該風電機組輸出的功率進行吸收或是補償，進而達到穩定輸出、保護風電機組、改善并網不良影響的目的。如圖I所示，上述中央儲能控制系統2通過通訊總線通信方式與鋰離子電池組系統I的電池管理系統進行相互通信，接收來自風電機本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種風力發電儲能調節裝置，其特征在于：包括一個或多個鋰離子電池組系統、中央儲能控制系統以及一個或多個雙向逆變器；風電機組的信號控制端連接中央儲能控制系統；中央儲能控制系統連接一個或多個鋰離子電池組系統和一個或多個并網雙向逆變器；鋰離子電池組系統功率輸出側與并網雙向逆變器相連接；并網雙向逆變器通過鎖相、鎖頻或調幅控制策略對風電機組的功率輸出進行補償或吸收；中央儲能控制系統與鋰離子電池組系統的電池管理系統進行相互通信，同時接收來自風電機組檢測所得的電壓和電流信號以及電網的電壓和電流信號，并經控制策略運算與決策，對并網雙向逆變器進行控制，進而實現鋰離子電池組系統充放電控制。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮毅，劉輝，樸海國，張邦玲，解晶瑩，
申請(專利權)人：上海空間電源研究所，
類型：發明
國別省市：
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