[发明专利]一种分布式储能系统的承载装置及风电场能量管理方法

说明书

本发明公开了一种分布式储能系统的承载装置及风电场能量管理方法，属于风电场能量管理领域，分散式储能体系设置于风机塔筒内，分散式储能体系由风电场的能量管理装置集中控制,分散式储能体系包括若干分立的储能设备；储能设备的电池管理系统与能量管理装置通讯，能量管理装置调度各个储能设备的出力；分散式储能体系与风机共用变流器的逆变单元，变流器的直流母线上接入所述储能设备的直流电源；本发明实现了分布在风机塔筒内的储能设备可集中控制，为风场整体提供出力，也可单独为风机供电；通过与风机共用变流器逆变单元，为风场提供必要电源，既能提供有功出力，也能在必要的时候提供无功功率，替代目前存在的SVG设备，减小设备投资。

技术领域

本发明涉及风电场能量管理领域，特别涉及一种分布式储能系统的承载装置及风电场能量管理方法。

背景技术

近年来随着风电发电设备和并网技术日益成熟，大量的风电接入电网。然而与传统电力相比，风电由于受自然因素随机影响较大，风电呈现了较强的不确定性和波动性，当风电对电网渗透达到一定比例，则会为电网安全稳定运行带来隐患。储能作为一种稳定的友好型需求相应资源，在风电消纳中受到更多重视。

现有的风电厂一般在升压站内安装单台大容量储能设备，并且配备相匹配容量的大功率变流器，用以为系统提供出力或吸收功率，储能设备包括化学电池、超级电容以及飞轮等机械储能设备等，大容量储能设备能量密度大，附属安全设备多，调节方式单一，对系统冲击大；目前，集中式储能设备当作独立调度个体，仅当做“电厂”看待，只为系统提供出力或吸收功率，不能增加系统的旋转备用，功能较为单一。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种分布式储能系统的能量管理方法，用以解决现有集中式储能设备能量密度大、附属安全设备多、调节方式单一、对系统冲击大和功能较为单一的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种基于分布式储能系统的风电场能量管理方法，包括分散式储能体系，所述分散式储能体系设置于风机塔筒内，所述分散式储能体系由风电场的能量管理装置集中控制,所述分散式储能体系包括多个分立的储能设备；所述储能设备的电池管理系统与所述能量管理装置通讯，所述能量管理装置调度各个所述储能设备的出力；所述分散式储能体系与风机共用变流器的逆变单元，所述变流器的直流母线上接入所述储能设备的直流电源。

进一步可选的，所述储能设备为飞轮储能器、化学电池、超级电容、超导储能器中的一种或多种。

作为上述技术方案的进一步限定，所述能量管理装置包括在风电场并网点安装的监测模块，所述监测模块采集场站并网点的电能质量参数，实时获得并网点处的有功和无功功率曲线。

作为一种可行的技术方案，还包括功率因素调节装置，所述功率因素调节装置从风功率预测系统和SCADA系统中获得风电场内各机位风速和风机运行情况，关联风机主控逻辑，提前预判和计算风机偏航、启动所需的无功容量，在风机偏航或启动时，同步控制同区域内正在运行的风机网侧变流器发出无功功率，实现风场内的无功功率就地平衡；所述监测模块通过电能质量参数实时分析并网点处的无功变化趋势，并将实际无功含量与国标参考值的偏差ΔQ传输到所述功率因数调节装置。

进一步的，还包括无功闭环控制装置，所述无功闭环控制装置接收风功率预测系统和风电场SCADA系统数据，通过分析风功率预测系统的风况，关联SCADA系统中风机运行状态和运行方式，预测风机偏航或启动时间，以及所需要的无功功率Q1，站内无功负荷消耗无功功率Q2。

进一步的，所述无功闭环控制装置根据当前风场各风机的发电状态和备用容量，以及相应风况，根据电气连接的最佳潮流路径，调度偏航或启动风机附近的可发电机组发出无功功率Q3，将所需无功功率就近补偿。

进一步的，在风力不足时，所述无功闭环控制装置控制储能系统通过变流器发出无功功率Q4，保证电机启动时所需的无功电流。