[發明專利]基于中央控制系統的儲能型風電場

有效

• 申請號: 201110445897.5
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102496948A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 黃振江;余康;李志強;吳國榮;裴麗娜;黃哲;趙計生
• 申請（專利權）人: 北京華電天仁電力控制技術有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J15/00
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

1.一種基于中央控制系統的儲能型風電場，包括風力發電機(1)、風機箱式變壓器(2)、主變壓器(3)，所述風力發電機(1)依次通過風機箱式變壓器(2)和/或主變壓器(3)與交流電網(4)連接；其特征在于：

所述儲能型風電場還包括儲能系統、儲能系統繼電保護裝置(5)、中央控制系統(8)、風功率預測系統(15)、能量管理系統EMS(11)、電網調度接口(9)；

所述儲能系統包括儲能電池系統(12)、電池管理系統BMS(10)、能量轉換系統PCS(13)、能量轉換系統匹配變壓器(14)；

所述儲能電池系統(12)依次通過能量轉換系統PCS(13)、能量轉換系統匹配變壓器(14)、儲能系統繼電保護裝置(5)連接至儲能型風電場交流母線，通過所述能量轉換系統PCS(13)實現儲能電池系統(12)與儲能型風電場交流母線間的能量轉換、功率調節和控制；

所述電池管理系統BMS(10)采集儲能電池系統(12)的電壓、電流、溫度等狀態信息并上傳至中央控制系統(8)，所述中央控制系統(8)通過電池管理系統BMS(10)實現對儲能電池系統(12)的實時監測和控制；

所述中央控制系統(8)還分別與風力發電機(1)、能量轉換系統PCS(13)、風功率預測系統(15)、能量管理系統EMS11、電網調度接口(9)進行信息交互，根據風力發電機(1)、風功率預測系統(15)上傳的風力發電機狀態信息和風功率預測值實施控制策略，并結合電池管理系統BMS(10)上傳的所述儲能電池系統的狀態信息，生成有功/無功調度命令下發至能量轉換系統PCS(13)，能量轉換系統PCS(13)通過控制功率器件通斷實現對儲能電池系統(12)的充放電控制；

中央控制系統(8)監測交流電網及儲能型風電場交流母線電壓、頻率狀況，并根據儲能系統設定的參考電壓、電壓調整率、功率因數參數，在一定范圍內自動調節無功功率的輸出，達到抑制電網電壓、頻率波動的目的；

中央控制系統(8)通過與電網調度接口(9)的互聯，實現電網調度中心對儲能型風電場的直接調度。

2.根據權利要求1所述的基于中央控制系統的儲能型風電場，其特征在于：

所述風功率預測系統(15)和能量管理系統EMS(11)作為高級應用子系統接在中央控制系統(8)主干網絡上。

3.根據權利要求1所述的基于中央控制系統的儲能型風電場，其特征在于：

所述電池管理系統BMS(10)實現儲能電池系統(12)的充放電管理、單體電池均衡管理、電池容量SOC計算、峰值功率預測、數據采集及存儲、故障診斷，實時監測各單體電池狀態，監測電池充放電電流。

4.根據權利要求1所述的基于中央控制系統的儲能型風電場，其特征在于：

所述能量轉換系統PCS(13)能夠實現儲能電池系統(12)與儲能型風電場交流母線間的雙向能量轉換，即將儲能電池系統(12)直流電逆變成三相交流電并網或把三相交流電整流成直流對儲能電池系統(12)充電。

5.根據權利要求1或4所述的基于中央控制系統的儲能型風電場，其特征在于：

所述能量轉換系統PCS(13)通過控制儲能電池系統(12)充/放電所實現的功率調節和控制模式包括：以中央控制系統設定的有功、無功輸出功率值為參考的能量轉換系統PCS(13)功率輸出動態調節模式、根據能量轉換系統PCS(13)輸出交流電頻率設定值吸收或發出有功功率以調節系統頻率的調頻模式、根據交流母線電壓水平向儲能型風電場交流母線注入感性或容性無功功率的電壓控制模式、從系統解列后保持運行的孤島運行模式。

6.根據權利要求1所述的基于中央控制系統的儲能型風電場，其特征在于：

所述儲能型風電場還包括環境監控單元(7)，其輸出信息發送至所述中央控制系統(8)，實現對儲能型風電場的環境監測。