[發明專利]一種離網型風儲荷發電系統及控制調試方法

有效

• 申請號: 202210754819.1
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN114825487B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 李相俊;李焓寧;董立志;賈學翠;王上行;惠東;劉家亮
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/48;H02J3/24;H02J3/16;H02J3/14;H02J3/28
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明公開一種離網型風儲荷發電系統及控制調試方法包括：具有風力發電機的風力發電支路、儲能支路、有功負荷和斷路器；風力發電支路和斷路器串聯后與儲能支路和有功負荷并聯，然后接入高壓母線。本發明首先控制斷路器斷開，儲能支路投入、并將有功負荷中一部分投入；控制斷路器閉合，風力發電機開始工作；以儲能支路輸出端無功功率為指令控制所述儲能支路的輸出功率，風力發電機的定子電壓與風機外部電壓開始同步，并達到預設并網條件；風力發電機按給定功率爬坡輸出有功功率，在風機有功爬坡過程中，逐步投入有功負荷。本發明通過控制風機、儲能的功率，當組網過程中啟動感性負荷不足時，可以避免長電纜引起的過電壓問題，有利于系統穩定運行。

技術領域

本發明屬于風力發電與儲能技術領域，特別涉及一種離網型風儲荷發電系統及控制調試方法。

背景技術

近年來，隨著全球能源短缺和傳統發電引起的環境問題越來越突出，風力發電以其成熟的技術和商業化潛力得到了迅速發展。離網型風力發電系統可以在無大電網支撐的情況下獨立運行，為其周邊供電，對緩解電力供應緊張具有重要意義。然而，風力發電具有波動性和隨機性，風速波動會引起風電機組輸出功率的相應波動，因而風力發電不能提供持續穩定的功率，發電穩定性較差，并由此引發風電功率、輸出電壓、頻率波動等一系列問題，甚至威脅系統的穩定和安全運行。在離網型風力發電系統中，由于缺乏大電網的有效支撐，上述問題將顯得更為突出。儲能系統控制靈活、響應快速，可對風電功率波動進行平抑，且對系統的電壓頻率提供有效的支撐。所以配置合理的儲能可以提高系統的穩定性。

目前對風力發電的研究大多是并網型，對離網型風力發電的研究較少。針對離網型風力發電的研究大多是：并網運行的風力發電系統由于某些原因轉入孤網運行，未考慮風力發電系統黑啟動以及離網型風儲荷系統動態組網運行時存在的問題。離網型風儲荷系統動態組網裝置中，風機側與高壓母線間存在遠距離電力電纜，無功負荷的缺乏容易使得儲能吸收的無功功率較多，電壓源型儲能的無功電壓下垂控制會使儲能輸出電壓過高，從而導致風機端的過電壓，系統運行出現問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離網型風儲荷發電系統及控制調試方法，以解決現有離網型風儲荷系統由于遠距離電力電纜的存在，容易使風機端過電壓，造成系統運行不穩定的技術問題。

本發明提供一種離網型風儲荷發電系統，包括：風力發電支路、儲能支路、有功負荷和斷路器K2；

所述風力發電支路和斷路器K2串聯后與儲能支路和有功負荷并聯，然后接入高壓母線200；所述風力發電支路包括風力發電機。

優選的，所述風力發電支路還包括斷路器K1、變流器、箱式變壓器T1和風機并網電纜；

所述斷路器K1和變流器并聯構成并聯支路；

所述風力發電機的輸出端通過并聯支路與箱式變壓器T1的低壓側連接；所述箱式變壓器T1的高壓側通過風機并網電纜與斷路器K2連接。

優選的，所述儲能支路包括電壓源型儲能系統300、電流源型儲能系統400和箱式變壓器T2；

所述電壓源型儲能系統和電流源型儲能系統并聯并通過箱式變壓器T2連接高壓母線。

優選的，所述電壓源型儲能系統包括若干臺并聯的電壓源型儲能裝置；電流源型儲能系統包括若干臺并聯的電流源型儲能裝置。

優選的，所述電壓源型儲能系統采用虛擬同步控制模式。

優選的，所述電流源型儲能系統采用PQ控制模式。

優選的，所述風力發電機為雙饋異步風力發電機。