[发明专利]兼具离网、并网两种模式的风力发电系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体地，涉及一种兼具离网、并网两种模式的风力发电系统及其工作方法。

背景技术

目前由于电网接纳能力有限，经常出现大风时机组停运弃风的现象，因此可以使风力发电机组增加离网运行的功能，这样可以在电网不需要电量时风力发电机组进入离网运行模式，通过蓄电池组为附近用户负载及风电场升压站供电。

发明内容

本发明的目的是供一种兼具离网、并网两种模式的风力发电系统及其工作方法，可以在电网不允许并网时进入离网工作模式，从而为风电场升压站及附近用户负载供电，避免弃风导致的风资源浪费。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

兼具离网、并网两种模式的风力发电系统，包括：

一台或若干台风电机组，所述每一风电机组的输出端通过变压器及开关与高压电网主母线连接，所述高压电网主母线上连接有用户负载；若干蓄电池组及一蓄电池储能调节系统，所述蓄电池储能调节系统包括若干充放电管理系统及与充放电管理系统连接的一系统主监控器，所述蓄电池组与充放电管理系统一一对应，每一所述蓄电池组连接对应的充放电管理系统的直流端，每一所述充放电管理系统的交流端并联接入一公共母线，再通过变压器、开关与所述高压电网主母线连接，连接点形成一PCC点，所述充放电管理系统包括DSP核心控制器及与DSP核心控制器连接的电压源逆变器；一卸载负荷，其通过变压器与高压电网主母线连接，且所述卸载负荷与系统主监控器通讯连接；所述风电机组与蓄电池储能调节系统通过开关连接。

进一步地，还包括一通过变压器与高压电网主母线连接的外部备用电源，所述系统主监控器还与所述外部备用电源通讯连接。

进一步地，所述充放电管理系统与公共母线的接线方式采用基于6-10kV交流母线连接的单母线放射式。

进一步地，所述系统主监控器通过若干CAN接口与各所述充放电管理系统连接。

进一步地，所述蓄电池组采用钛酸锂电池、钠硫电池、液流电池、锂电池和铅酸电池中的一种或多种。

进一步地，还包括一主控系统，所述主控系统与各开关连接。

进一步地，还包括一上位机，所述上位机通过RS485接口与所述系统主监控器通讯连接，且所述上位机包括一人机界面，所述人机界面通过CAN接口与所述系统主监控器通讯连接。

兼具离网、并网两种模式的风力发电系统的工作方法为：

当风电机组启动时，检查离网模式是否开启，如未开启，则进入并网模式，闭合风电机组与高压电网主母线之间的开关，并断开蓄电池储能调节系统与风电机组的之间的开关及蓄电池储能调节系统与高压电网主母线之间的开关，风电机组为高压电网主母线供电；

如离网模式开启，则进入离网模式，断开风电机组与高压电网主母线之间的开关，并闭合蓄电池储能调节系统与风电机组的之间开关及蓄电池储能调节系统与高压电网主母线之间的开关，风电机组为蓄电池组供电；

蓄电池组通过蓄电池储能调节系统调节PCC点的电压、频率稳定，充放电管理系统的DSP核心控制器内预设有PCC点的电压、频率值及蓄电池组两端的电压的上、下限值；

当DSP核心控制器判断出PCC点的实际电压、频率值均大于预设的电压、频率值，且蓄电池组两端的电压值位于预设的上、下限电压范围内时，电压源逆变器吸收有功功率，使PCC点电压、频率稳定为预设值；

当DSP核心控制器判断出PCC点的实际电压、频率值均大于预设的电压、频率值，且蓄电池组两端的电压值与预设上限电压值相等时，DSP核心控制器通过系统主监控器控制卸载负荷消耗掉高压电网主母线输出的电能，使PCC点电压、频率稳定为预设值；

当DSP核心控制器判断出PCC点的实际电压、频率值均小于预设的电压、频率值，且蓄电池组两端的电压值位于预设的上、下限电压范围内时，电压源逆变器发出有功功率，使PCC点的电压和频率稳定为预设值。

进一步地，当DSP核心控制器判断出PCC点的实际电压、频率值均小于预设的电压、频率值，且蓄电池组两端的电压值位于预设的上、下限电压范围内时，DSP核心控制器还通过系统主监控器启动外部备用电源给高压电网主母线供电，使PCC点的电压和频率稳定为预设值；

当DSP核心控制器判断出PCC点的实际电压、频率值均小于预设的电压、频率值，且蓄电池组两端的电压值与预设的下限电压值相等时，DSP核心控制器通过系统主监控器启动外部备用电源给高压电网主母线供电，使PCC点的电压和频率稳定为预设值。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：