[发明专利]一种基于直驱风机的直流接入式分散式储能系统

说明书

本发明涉及一种基于直驱风机的直流接入式分散式储能系统，包括直驱风机、储能单元和风储协同控制系统，所述的直驱风机和储能单元采用“一机一储”的分散式储能接入方式，每台直驱风机单独配置一个储能单元，所有储能单元并入风储协同控制系统进行统一控制管理。与现有技术相比，本发明根据风电场机位分散的特点，选择配置分散式储能系统，具有减少发电曲线和AGC性能考核，满足一次调频要求等优点。

技术领域

本发明涉及一种分散式储能系统，尤其是涉及一种基于直驱风机的直流接入式分散式储能系统。

背景技术

近年来储能技术得到了快速发展，因其响应速度快、功率指令跟踪精准和无爬坡率限制等优点被广泛应用于新能源发电。在风电场中配置储能形成风储联合发电系统，能有效弥补风电的间歇性和波动性，提高风电输出功率的可控性，增强并网稳定性，改善电能质量，并优化系统运行的经济性。

目前风电场场站配置储能系统，一般集中布置在升压站附近，且均以集中型接入方式接入风电场35kV侧。不仅需要额外征地，周期长新增成本高，而且集中布置带来的消防风险和安全隐患较大。相比于集中式储能，分散式储能部署灵活、无需征地，适合存量已建新能源场站，其分散式的特点减少了电池聚集带来的消防风险与隐患，本质上提升了储能系统应用安全性。

分散式储能系统，通常采用较为成熟的交流接入方案，即储能电池系统通过PCS、隔离变等设备并联接入到风机箱变低压侧，参与到全场的功率控制，但是需要新增变压设备和通讯系统，无法充分利用风电场现有电力设备，储能系统建设成本仍然偏高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于直驱风机的直流接入式分散式储能系统，该系统根据风电场机位分散的特点，选择配置分散式储能系统，减少发电曲线和AGC性能考核，满足一次调频要求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种基于直驱风机的直流接入式分散式储能系统，包括直驱风机、储能单元和风储协同控制系统，所述的直驱风机和储能单元采用“一机一储”的分散式储能接入方式，每台直驱风机单独配置一个储能单元，所有储能单元并入风储协同控制系统进行统一控制管理。

作为优选的技术方案，所述的储能单元采用户外柜的形式，整体布置在直驱风机塔筒底部外侧附近的空地上，其中单套储能单元容量不低于10％单台风机容量。

作为优选的技术方案，所述的储能单元以直流形式接入风机的全功率变流器直流侧，结合风机变流器功率控制策略，实现储能与风机的直流耦合。

作为优选的技术方案，所述的储能单元包括电池组、电池管理系统BMS以及双向DC/DC，所述的全功率变流器直流侧通过断路器装置与双向DC/DC连接，再通过接触器装置与电池组串联，形成通路；

所述电池组的直流电通过双向DC/DC接入变压流入风机变流器直流母线，经网侧变流器变成交流后进入变压器低压侧，实现并网。

作为优选的技术方案，每个所述的储能单元由两个电池簇并联构成，每个电池簇由多个电池组和一个高压箱组成；

其中高压箱内包含电池簇管理单元，用于对该路电池簇各电池组管理单元进行监测控制，同时可控制该簇电气元件对储能系统进行保护。

作为优选的技术方案，每个电池组配置一个电池组管理单元，用于对该电池组的电压、温度信息的采集和上传；所述的电池组采用磷酸铁锂电池，电池簇内采用全串联形式，充放电倍率选择低倍率1C。

作为优选的技术方案，所述的风机的全功率变流器在主回路部分直流部分增加变流器直流连接铜排和带防护侧板，将变流器直流铜排引出，连接储能单元的DC/DC设备。