[發明專利]風電場大規模儲能電站功率調節方法及系統

有效

• 申請號: 201110217604.8
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102280879A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 劉穎明;王曉東;姚興佳;謝洪放;朱童
• 申請（專利權）人: 劉穎明;王曉東;姚興佳;謝洪放;朱童
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/32;H02J3/18
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周智博

1.風電場大規模儲能電站功率調節方法，其特征在于：所述方法包括大規模儲能電站的功率平滑有功控制方法和電壓穩定無功功率控制方法；所述方法的具體步驟如下：

功率平滑有功控制方法：

（1）、確定整個風電場出口功率的控制目標；確定該目標的方式有兩種：一種是電網調度系統依據風電場風功率預測系統的預測值結合電網負載確定；另一種方式是通過對風電場測量的風電機組實時功率進行濾波得到控制目標；

（2）、采用誤差反饋控制法對儲能電站輸出的功率進行控制；?

（3）、根據發電機的中頻區和低頻區的輸出功率的變化來調整儲能電站輸出的功率進行控制，使其配合發電機的中頻區和低頻區的輸出功率的變化從而將風電場出口的功率保持平滑；

電壓穩定無功功率控制方法：

根據儲能電站容量、風電場機組裝機容量及電網參數確定無功功率控制參數；

根據電網要求及儲能電站變流器的響應時間確定無功功率控制周期；

測量出電壓給定和實測電壓的誤差；

結合以上步驟中得出的結果按照以下方法進行控制：

其中，K_q為有功功率控制參數，T_q為有功功率控制周期；為電壓給定和實測電壓的誤差，為儲能電站輸出的無功功率，S為時間常數，一般取值0.02～0.05。

2.根據權利要求1所述的風電場大規模儲能電站功率調節方法，其特征在于：“（2）”步驟中的誤差反饋控制法的具體步驟如下：

㈠、確定有功功率控制參數、有功功率控制周期和功率控制目標和實測功率的誤差；

㈡、根據所得數據進行如下操作：

其中，P_ess為儲能電站輸出的有功功率，K_p為有功功率控制參數，T_p為有功功率控制周期；為功率控制目標和實測功率的誤差，S為時間常數；在反饋通道添加帶通濾波器，限定功率調節只對功率的中頻區和低頻區波動進行補償。

3.根據權利要求1所述的風電場大規模儲能電站功率調節方法，其特征在于：對于電壓穩定無功功率控制方法有兩種不同的方式：一是在電網故障的情況下，需要快速的控制電壓支撐以避免電壓崩潰；二是正常運行情況下控制無功功率，改善電壓分布,?保證電能質量。

4.根據權利要求1所述的風電場大規模儲能電站功率調節方法，其特征在于：大規模儲能電站通過雙向變流器的解耦控制實現功率平滑，有功功率控制方法和電壓穩定無功功率控制方法，解耦控制的方法如下：

AC/DC（交直流變換）采取基于IGBT的電壓源換流技術，其dq旋轉坐標系下電壓關系如下所示：

有功功率和無功功率為：

其中：P、Q為變換器輸出的有功功率和無功功率；u_d、u_q為變換器交流側電壓的d、q軸分量；i_d、i_q為變換器交流側電流的d、q軸分量；e_d、e_q為電網電壓的d、q軸分量；L、R為變換器內部的電感、電阻；p為微分算子；根據交流電壓q軸定向原則，則u_d=0，u_q=us，從而使P、Q實現解耦控制。

5.一種實施權利要求1所述的風電場大規模儲能電站功率調節方法的風電場大規模儲能電站功率調節系統，其特征在于：該系統包括電池管理單元、雙向變流器、并網接入裝置、功率控制器和儲能電站監控系統；電池管理單元和雙向變流器接入電池系統，功率控制器連接至雙向變流器和電池管理單元，儲能電站監控系統連接至功率控制器，并網接入裝置與雙向變流器連接。

6.根據權利要求5所述的風電場大規模儲能電站功率調節系統，其特征在于：并網接入裝置使用時與風電場交流母線連接，儲能電站監控系統使用時接入風電場以太網。