[发明专利]小型风光互补抽水蓄能并网发电系统及充放电控制方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源发电与电气技术领域，特别涉及小型风光互补抽水蓄能并网发电系统及充放电控制方法。

背景技术

随着经济和社会的发展，能源消耗越来越大，环境污染和电力需求的迅速增长使得人们越来越重视可再生能源的发展。风能、太阳能发电技术以其独有的环保性和经济性引起人们越来越多的关注。因此，近几年来，中国的新能源发电事业也得到了很快的发展。由于中国地域辽阔，海岸线长，拥有丰富的风能资源和太阳能资源，大力发展风能、太阳能发电技术及其相关的储能、电能传输等相关技术成为缓解现今能源危机的关键。

由于风能、太阳能能源的自身特点——间歇性和不稳定性，使得很多国家限制该类型能源产生电能接入电网的容量，中国可允许的接入容量上限为30％，造成部分地区由于产生的电能不能及时的通过电网输出而白白浪费掉。高的建造成本和低的发电率使很多投资商不能得到相应的收益，致使许多已建的发电厂处于停机状态。如何扭转此种情况成了社会各界关注的焦点，它也是未来新能源发电技术的关键性一步。

目前国内新能源发电通常采用整流、逆变的离网型运行模式，系统的储能方式有抽水蓄能、蓄电池等方式。但是此类系统都具有输出功率对负载波动响应时间长，供电电能稳定性差的特点。

发明内容

针对现有方法存在的不足，本发明提出一种小型风光互补抽水蓄能并网发电系统及充放电控制方法，解决系统储能装置响应时间长，稳定性差的问题，使得储能方式变得灵活可靠，可适用性强。

本发明的技术方案是这样实现的：小型风光互补抽水蓄能并网发电系统的充放电控制方法，包括本地储能单元充电控制方法和本地储能单元放电控制方法，其中，所述的本地储能单元充电控制方法，包括以下步骤：

步骤1-1：设置初始参数，所述的初始参数包括：飞轮最大角速度ω_max和响应时间t、抽水蓄能装置中水位的最大高度h_max、蓄电池额定充电电压V_蓄以及容量W_蓄；

步骤1-2：计算风光互补控制器输出端功率P_out、三相逆变器输入端功率P_in′和输出功率P′_out、并网节点功率P以及各采样节点电压、电流；

步骤1-3：计算可供本地储能单元储存的电量W，公式为：

W＝(P_out-P_in′)T

式中，T为储存能量供电时间；

步骤1-4：根据飞轮最大角速度ω_max和响应时间t，计算飞轮储能装置的最大容量W_max，公式如下：

Wmax=4πωmax2(R12+R22)t]]>

式中，R₁、R₂分别为飞轮内外半径；

步骤1-5：根据抽水蓄能装置中水位的最大高度h_max，计算抽水蓄能装置储能最大容量W_max′，公式如下：

W_max′＝ρ_水gSh·h_max

式中，ρ_水为水的密度，g为重力加速度，S为上位水库底面积，h上位水库实时水位高度；

步骤1-6：判断风光互补控制器输出端功率P_out和三相逆变器输入端功率P_in′是否相等，如果相等，则不对本地储能单元进行充电，执行步骤1-15；否则，执行步骤1-7；

步骤1-7：对W及W_max进行判断，如果W＜W_max，执行步骤1-8；否则，执行步骤1-9；