[发明专利]用于风电场的分布式风电机组储能系统及其储能实现方法

说明书

本发明公开了一种用于风电场的分布式风电机组储能系统及其储能实现方法。该系统包括DC/DC变换器、与DC/DC变换器相连的储能装置、以及控制DC/DC变换器的运行模式的DC/DC变换控制器。其中，DC/DC变换器一侧连接至机组变流器的直流母线，另一侧连接至储能装置。该方法包括：通过控制DC/DC变换器，实现机组变流器直流母线能量对储能电池组的充电和电池组储能向机组变流器直流母线能量释放，机组变流器通过对直流母线电能的逆变，将所存能量回馈给电网。本发明充分利用机组的变流器装置，降低了构建风电场储能系统的造价。

技术领域

本发明涉及一种风力发电技术，尤其涉及一种用于风电场的分布式风电机组储能系统及其储能实现方法。

背景技术

由于风能的随机和间歇性的特点，风电机组的发电能力频繁波动，从而风电场发电可靠性也差；而且风电比重过大，会使电网的调频、调峰压力加大。

大容量储能技术在风电应用中能够降低风场输出能量的波动，减少风电波动对电网的影响和冲击，提高风电输出可预测性；通过以所储能量优化风场出力，提高风电输出可信度；提高调度能力，用于电网调峰，可以使风电机组作为电网调度机组单元运行，而且具备向电力系统提供频率控制、快速功率响应等辅助服务的能力。通过利用大功率大容量储能系统，可以将波动性大的风能暂存收集，并在电网需要的时候将其释放，转移能量峰值，降低对电网冲击；提高电网纳入风电能力。大容量储能技术可使风电提供削峰、紧急功率支持等服务。

当前大容量储能技术主要应用在光伏发电场以及风光互补电场，单独风电场应用较少，而且其储能形式主要为大功率大容量的变流装置与储能电池组的联合应用，应用成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于风电场的分布式风电机组储能系统及其储能实现方法，利用风电场每台风电机组自身的变流器装置，结合采用DC/DC变换装置和储能装置进行各自机组的电能存储和释放。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：

提出一种用于风电场的分布式风电机组储能系统。该系统包括位于风电机组处的直流/直流(简称DC/DC)变换器、与DC/DC变换器相连的储能装置、以及控制DC/DC变换器的运行模式的DC/DC变换控制器，其中，DC/DC变换器一侧连接至机组变流器的直流母线，另一侧连接至储能装置；DC/DC变换控制器控制DC/DC变换器通过机组变流器的直流母线对储能装置进行充电和放电双向控制。

对于上述用于风电场的分布式风电机组储能系统，储能装置通过DC/DC变换器与机组变流器的直流母线并联。

对于上述用于风电场的分布式风电机组储能系统，DC/DC变换器与机组变流器相连的一侧为第一侧，与储能装置相连的一侧为第二侧，机组变流器包括机侧变流器和通过直流母线与机侧变流器相连的网侧变流器，DC/DC变换器的第一侧连接在机侧变流器和网侧变流器之间的直流母线上。

上述用于风电场的分布式风电机组储能系统还包括机组叶片、以及连接在机组叶片和机组变流器的机侧之间的传动链及发电机，其中，传动链及发电机包括传动链和与传动链相连的发电机，发电机与机组变流器中的机侧变流器相连，传动链与机组叶片相连。

对于上述用于风电场的分布式风电机组储能系统，分布式风电机组储能系统是全功率风电机组储能，机侧变流器连接发电机的定子。

对于上述用于风电场的分布式风电机组储能系统，分布式风电机组储能系统是双馈风电机组储能，机侧变流器连接发电机的转子而且网侧变流器连接电网。

对于上述用于风电场的分布式风电机组储能系统，储能装置是超级电容器和电池组中的至少一种。

上述用于风电场的分布式风电机组储能系统还包括与机组变流器的直流母线、DC/DC变换器以及储能装置相关的保护和/或监控辅助设备。