[發明專利]用于風電場的分布式風電機組儲能系統及其儲能實現方法

在審

• 申請號: 201711488755.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108306323A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 柏俊山;杜楊超;李超峰;黃虎;吳建華;李德志;令狐瑞琪
• 申請（專利權）人: 太原重工股份有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 北京奧文知識產權代理事務所(普通合伙) 11534
• 代理人: 張文;陰亮

本發明公開了一種用于風電場的分布式風電機組儲能系統及其儲能實現方法。該系統包括DC/DC變換器、與DC/DC變換器相連的儲能裝置、以及控制DC/DC變換器的運行模式的DC/DC變換控制器。其中，DC/DC變換器一側連接至機組變流器的直流母線，另一側連接至儲能裝置。該方法包括：通過控制DC/DC變換器，實現機組變流器直流母線能量對儲能電池組的充電和電池組儲能向機組變流器直流母線能量釋放，機組變流器通過對直流母線電能的逆變，將所存能量回饋給電網。本發明充分利用機組的變流器裝置，降低了構建風電場儲能系統的造價。

技術領域

本發明涉及一種風力發電技術，尤其涉及一種用于風電場的分布式風電機組儲能系統及其儲能實現方法。

背景技術

由于風能的隨機和間歇性的特點，風電機組的發電能力頻繁波動，從而風電場發電可靠性也差；而且風電比重過大，會使電網的調頻、調峰壓力加大。

大容量儲能技術在風電應用中能夠降低風場輸出能量的波動，減少風電波動對電網的影響和沖擊，提高風電輸出可預測性；通過以所儲能量優化風場出力，提高風電輸出可信度；提高調度能力，用于電網調峰，可以使風電機組作為電網調度機組單元運行，而且具備向電力系統提供頻率控制、快速功率響應等輔助服務的能力。通過利用大功率大容量儲能系統，可以將波動性大的風能暫存收集，并在電網需要的時候將其釋放，轉移能量峰值，降低對電網沖擊；提高電網納入風電能力。大容量儲能技術可使風電提供削峰、緊急功率支持等服務。

當前大容量儲能技術主要應用在光伏發電場以及風光互補電場，單獨風電場應用較少，而且其儲能形式主要為大功率大容量的變流裝置與儲能電池組的聯合應用，應用成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于風電場的分布式風電機組儲能系統及其儲能實現方法，利用風電場每臺風電機組自身的變流器裝置，結合采用DC/DC變換裝置和儲能裝置進行各自機組的電能存儲和釋放。

為了解決上述技術問題，本發明公開了如下技術方案：

提出一種用于風電場的分布式風電機組儲能系統。該系統包括位于風電機組處的直流/直流(簡稱DC/DC)變換器、與DC/DC變換器相連的儲能裝置、以及控制DC/DC變換器的運行模式的DC/DC變換控制器，其中，DC/DC變換器一側連接至機組變流器的直流母線，另一側連接至儲能裝置；DC/DC變換控制器控制DC/DC變換器通過機組變流器的直流母線對儲能裝置進行充電和放電雙向控制。

對于上述用于風電場的分布式風電機組儲能系統，儲能裝置通過DC/DC變換器與機組變流器的直流母線并聯。

對于上述用于風電場的分布式風電機組儲能系統，DC/DC變換器與機組變流器相連的一側為第一側，與儲能裝置相連的一側為第二側，機組變流器包括機側變流器和通過直流母線與機側變流器相連的網側變流器，DC/DC變換器的第一側連接在機側變流器和網側變流器之間的直流母線上。

上述用于風電場的分布式風電機組儲能系統還包括機組葉片、以及連接在機組葉片和機組變流器的機側之間的傳動鏈及發電機，其中，傳動鏈及發電機包括傳動鏈和與傳動鏈相連的發電機，發電機與機組變流器中的機側變流器相連，傳動鏈與機組葉片相連。

對于上述用于風電場的分布式風電機組儲能系統，分布式風電機組儲能系統是全功率風電機組儲能，機側變流器連接發電機的定子。

對于上述用于風電場的分布式風電機組儲能系統，分布式風電機組儲能系統是雙饋風電機組儲能，機側變流器連接發電機的轉子而且網側變流器連接電網。

對于上述用于風電場的分布式風電機組儲能系統，儲能裝置是超級電容器和電池組中的至少一種。

上述用于風電場的分布式風電機組儲能系統還包括與機組變流器的直流母線、DC/DC變換器以及儲能裝置相關的保護和/或監控輔助設備。