[发明专利]一种同步并网的风-光-储混合发电系统及其工作方法

说明书

本公开属于新能源发电技术领域，提供了一种同步并网的风‑光‑储混合发电系统及其工作方法，包括风力发电装置以及分别与风力发电装置电连接的第一电力电子换流器和第二电力电子换流器；光伏发电模块，包括光伏发电装置以及分别与光伏发电装置电连接的第三电力电子换流器和第四电力电子换流器；储能模块，包括电连接的储能装置和第五电力电子换流器，储能装置还分别与第二电力电子换流器和第四电力电子换流器电连接；并网模块，其一端与第一电力电子换流器、第三电力电子换流器和第五电力电子换流器电连接，另一端连接电网；监控模块，分别与风力发电模块、光伏发电模块、储能模块和并网模块电连接。

技术领域

本公开属于新能源发电技术领域，具体涉及一种同步并网的风-光-储混合发电系统及其工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

能源转型推动以风电、光伏为代表的可再生能源接入电网，并替代传统的火电机组，导致电网有功功率控制难度增加，频率稳定控制面临较大的挑战。首先，风电、光伏具有内在的波动性，发电出力受一次侧风速和太阳辐射强度的影响。其次，风电、光伏大多运行于最大功率追踪模式，不具有有功功率备用，且内部旋转器件储存机械能不足，难以有效地参与电网有功功率响应。风电、光伏大多采用电力电子器件并网，不参与惯量响应和一次调频，且具有弱抗扰性，扰动事故后易发生大规模连锁脱网，频率稳定控制面临严峻的挑战。在这样的大背景下，改进风力发电系统和光伏发电系统的性能，提升其电网友好性，成为了新能源发电领域亟待解决的问题。

目前，利用风电和光伏发电出力的互补性，将二者协同配置，构建风-光混合发电系统，能够在一定程度上平抑出力波动。在风-光混合发电系统中配置储能，形成风-光-储混合发电系统能够进一步抑制出力波动，并增强系统内部的有功功率储备。利用合理的控制策略，能够通过风-光-储混合发电系统的电力电子并网器件来模拟同步机组的有功功率响应。但是，风-光-储混合发电系统内部转动惯量主要依靠风力机和异步发电机存储，相对较小，且电力电子并网器件弱抗扰性问题突出，扰动事故后，风-光-储混合发电系统易发生连锁脱网，不仅不能为电网提供有效地有功功率支撑，反而会加重事故的严重程度。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种同步并网的风-光-储混合发电系统及其工作方法，在利用风电和光伏发电互补性平抑出力波动的基础上，利用储能装置进一步抑制出力波动；通过配置储能装置和旋转器件增加发电系统内部有功功率储备，增强其在扰动事故后为大电网提供有功功率支撑的能力；采用同步化的并网方式，能够较好地参与惯量响应和一次调频控制，且抗扰性强，减少连锁脱网的发生，实现风-光-储混合发电系统的同步化并网。

根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种同步并网的风-光-储混合发电系统，采用如下技术方案：

一种同步并网的风-光-储混合发电系统，包括：

风力发电模块，包括风力发电装置以及分别与所述风力发电装置电连接的第一电力电子换流器和第二电力电子换流器；

光伏发电模块，包括光伏发电装置以及分别与所述光伏发电装置电连接的第三电力电子换流器和第四电力电子换流器；

储能模块，包括电连接的储能装置和第五电力电子换流器，所述储能装置还分别与所述第二电力电子换流器和所述第四电力电子换流器电连接；

并网模块，其一端与所述第一电力电子换流器、所述第三电力电子换流器和所述第五电力电子换流器电连接，另一端连接电网；

监控装置，分别与所述风力发电模块、所述光伏发电模块、所述储能模块和所述并网模块电连接，用于设置所述风力发电模块、所述光伏发电模块和所述储能模块的控制参数，通过判断发电上网功率、风力发电装置的发电功率和光伏发电装置的发电功率之间的逻辑关系，调整储能单元的工作状态，进行风-光-储混合发电系统的同步并网。