[發明專利]一種分布式儲能系統的承載裝置及風電場能量管理方法

在審

• 申請號: 202110600687.2
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113363966A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 喬海祥;沈陽武;張宇舟;戴林斌;方星;葉茂
• 申請（專利權）人: 湖南高創新能源有限公司;國網湖南省電力有限公司郴州供電分公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/50;H02J3/28;H02J3/30;H02J3/32
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 梁偉東

本發明公開了一種分布式儲能系統的承載裝置及風電場能量管理方法，屬于風電場能量管理領域，分散式儲能體系設置于風機塔筒內，分散式儲能體系由風電場的能量管理裝置集中控制,分散式儲能體系包括若干分立的儲能設備；儲能設備的電池管理系統與能量管理裝置通訊，能量管理裝置調度各個儲能設備的出力；分散式儲能體系與風機共用變流器的逆變單元，變流器的直流母線上接入所述儲能設備的直流電源；本發明實現了分布在風機塔筒內的儲能設備可集中控制，為風場整體提供出力，也可單獨為風機供電；通過與風機共用變流器逆變單元，為風場提供必要電源，既能提供有功出力，也能在必要的時候提供無功功率，替代目前存在的SVG設備，減小設備投資。

技術領域

本發明涉及風電場能量管理領域，特別涉及一種分布式儲能系統的承載裝置及風電場能量管理方法。

背景技術

近年來隨著風電發電設備和并網技術日益成熟，大量的風電接入電網。然而與傳統電力相比，風電由于受自然因素隨機影響較大，風電呈現了較強的不確定性和波動性，當風電對電網滲透達到一定比例，則會為電網安全穩定運行帶來隱患。儲能作為一種穩定的友好型需求相應資源，在風電消納中受到更多重視。

現有的風電廠一般在升壓站內安裝單臺大容量儲能設備，并且配備相匹配容量的大功率變流器，用以為系統提供出力或吸收功率，儲能設備包括化學電池、超級電容以及飛輪等機械儲能設備等，大容量儲能設備能量密度大，附屬安全設備多，調節方式單一，對系統沖擊大；目前，集中式儲能設備當作獨立調度個體，僅當做“電廠”看待，只為系統提供出力或吸收功率，不能增加系統的旋轉備用，功能較為單一。

發明內容

針對背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種分布式儲能系統的能量管理方法，用以解決現有集中式儲能設備能量密度大、附屬安全設備多、調節方式單一、對系統沖擊大和功能較為單一的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供了一種基于分布式儲能系統的風電場能量管理方法，包括分散式儲能體系，所述分散式儲能體系設置于風機塔筒內，所述分散式儲能體系由風電場的能量管理裝置集中控制,所述分散式儲能體系包括多個分立的儲能設備；所述儲能設備的電池管理系統與所述能量管理裝置通訊，所述能量管理裝置調度各個所述儲能設備的出力；所述分散式儲能體系與風機共用變流器的逆變單元，所述變流器的直流母線上接入所述儲能設備的直流電源。

進一步可選的，所述儲能設備為飛輪儲能器、化學電池、超級電容、超導儲能器中的一種或多種。

作為上述技術方案的進一步限定，所述能量管理裝置包括在風電場并網點安裝的監測模塊，所述監測模塊采集場站并網點的電能質量參數，實時獲得并網點處的有功和無功功率曲線。

作為一種可行的技術方案，還包括功率因素調節裝置，所述功率因素調節裝置從風功率預測系統和SCADA系統中獲得風電場內各機位風速和風機運行情況，關聯風機主控邏輯，提前預判和計算風機偏航、啟動所需的無功容量，在風機偏航或啟動時，同步控制同區域內正在運行的風機網側變流器發出無功功率，實現風場內的無功功率就地平衡；所述監測模塊通過電能質量參數實時分析并網點處的無功變化趨勢，并將實際無功含量與國標參考值的偏差ΔQ傳輸到所述功率因數調節裝置。

進一步的，還包括無功閉環控制裝置，所述無功閉環控制裝置接收風功率預測系統和風電場SCADA系統數據，通過分析風功率預測系統的風況，關聯SCADA系統中風機運行狀態和運行方式，預測風機偏航或啟動時間，以及所需要的無功功率Q1，站內無功負荷消耗無功功率Q2。

進一步的，所述無功閉環控制裝置根據當前風場各風機的發電狀態和備用容量，以及相應風況，根據電氣連接的最佳潮流路徑，調度偏航或啟動風機附近的可發電機組發出無功功率Q3，將所需無功功率就近補償。

進一步的，在風力不足時，所述無功閉環控制裝置控制儲能系統通過變流器發出無功功率Q4，保證電機啟動時所需的無功電流。