[發(fā)明專利]使用風(fēng)力渦輪機(jī)為儲能系統(tǒng)充電的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980072316.2
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN112997001A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·達(dá)爾斯高;J·X·V·內(nèi)托;K·H·瑟恩森;P·B·克里斯滕森;F·卡波內(nèi)蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D9/11
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

描述了一種利用風(fēng)力渦輪機(jī)對儲能系統(tǒng)，如電池、電容器或超級電容器充電的方法。所述方法包括建立是否渦輪機(jī)功率生產(chǎn)能夠增加，以及建立是否儲能系統(tǒng)能夠接受充電。如果這兩個條件都滿足，則將風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的功率增加到風(fēng)力渦輪機(jī)的額定功率以上，并且將額外的功率用于給儲能系統(tǒng)充電。還公開了一種控制方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種使用一個或多個風(fēng)力渦輪機(jī)為儲能系統(tǒng)充電的方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力渦輪機(jī)是從風(fēng)能產(chǎn)生電能的設(shè)備。實(shí)際上，來自風(fēng)的動能經(jīng)由風(fēng)力渦輪機(jī)中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。

已經(jīng)知道，使用風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電受到可獲得足夠的風(fēng)來驅(qū)動渦輪機(jī)的限制。如果沒有風(fēng)，或者風(fēng)很小，渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子就不能夠產(chǎn)生電能。此外，如果風(fēng)速過高，操作風(fēng)力渦輪機(jī)是不安全的，同樣不能發(fā)電。

電力發(fā)電行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)做法是，電網(wǎng)擁有者/運(yùn)營者要求發(fā)電公司至少在一天前提供說明會有多少功率投入電網(wǎng)的預(yù)測。如果預(yù)測的功率上傳量出現(xiàn)偏差，就會產(chǎn)生負(fù)面的財(cái)務(wù)影響。這對風(fēng)電場/園運(yùn)營者來說是一個特別的挑戰(zhàn)，因?yàn)槿魏喂β暑A(yù)測都依賴于準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)，而已經(jīng)知道的是這一學(xué)科是不可靠的。

風(fēng)力渦輪機(jī)的額定功率是指風(fēng)力渦輪機(jī)在一段持續(xù)時間內(nèi)能夠提供的最大功率輸出。在有限的時間內(nèi)，渦輪機(jī)可以在有限的時間段內(nèi)高于此功率水平操作，這樣的時間段稱為功率提升(power boost)。

為了避免偏離功率生產(chǎn)預(yù)測，已經(jīng)知道，風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)營者將風(fēng)力渦輪機(jī)操作在其額定功率輸出之下，以便能夠在需要時增加功率，以更好地匹配預(yù)測。

此外，在低于額定功率輸出的情況下操作風(fēng)力渦輪機(jī)以防止過度磨損和疲勞也是有益的。功率提升可用于在風(fēng)速波動期間保持平均功率生產(chǎn)高。

已經(jīng)知道，風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)營者還使用備用電池電源，以在渦輪機(jī)不能發(fā)電期間繼續(xù)向電網(wǎng)提供功率。這種電池可安裝在每個單獨(dú)的渦輪機(jī)上，也可作為風(fēng)電場/園的獨(dú)立系統(tǒng)/子系統(tǒng)安裝。當(dāng)然，電池只能在有限的時間內(nèi)提供電力，然后必須重新充電。

一般來說，當(dāng)電池再次能夠操作時，利用風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的功率對電池進(jìn)行再充電，或者利用電網(wǎng)的功率對電池進(jìn)行再充電。在這兩種情況下，電池的再充電對風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)營者來說都是有成本的，這是因?yàn)橐聪螂娋W(wǎng)出售的功率減少，要么風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)營者必須從電網(wǎng)購買功率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種使用風(fēng)力渦輪機(jī)為儲能系統(tǒng)充電的方法，所述方法包括：使用風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生功率；建立是否渦輪機(jī)功率生產(chǎn)能夠增加；建立是否儲能系統(tǒng)能夠接受充電；將由風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的功率增加到高于風(fēng)力渦輪機(jī)的額定功率；以及使用由功率增加產(chǎn)生的額外功率，為儲能系統(tǒng)充電。

本發(fā)明的方法是有利的，這是因?yàn)轱L(fēng)力渦輪機(jī)操作者不需要為了給電池充電而減少對電網(wǎng)的供電，或從電網(wǎng)中使用電力。儲能系統(tǒng)可包括至少一個儲能部件，其中，所述至少一個儲能部件包括由電池、電容器或超級電容器構(gòu)成的組中的任何一個。可任意組合使用任何數(shù)量的儲能部件。所述一個或多個儲能部件可位于風(fēng)力渦輪機(jī)上，或位于單獨(dú)的儲能設(shè)施中，或其任意組合。

優(yōu)選地，增加產(chǎn)生的功率可包括創(chuàng)建功率提升。

在一優(yōu)選實(shí)施方式中，增加產(chǎn)生的功率可包括創(chuàng)建兩個或更多個功率提升，其中，由風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的功率在每個功率提升之間基本上恢復(fù)到額定功率。

所述或每個功率提升可具有預(yù)定持續(xù)時間。可替代地，所述或每個功率提升可以是在幅度和/或持續(xù)時間上可控制的。功率提升的控制可依賴于一個或多個風(fēng)力渦輪機(jī)或儲能系統(tǒng)的操作參數(shù)。在一個實(shí)施方式中，一個或多個功率提升可以被啟動，然后一旦儲能系統(tǒng)達(dá)到目標(biāo)充電狀態(tài)就中斷。可替代地或另外地，可啟動一個或多個功率提升，如果風(fēng)力渦輪機(jī)、風(fēng)或其它輔助系統(tǒng)的一些其它條件變得不利于繼續(xù)進(jìn)行功率提升，然后中斷功率提升。所述或每個功率提升可具有預(yù)定最大持續(xù)時間。