[发明专利]一种风储一体化系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种风储一体化系统及其控制方法，所述系统包括风力发电模块、储能模块和接入模块；所述风力发电模块包括风电机组和AC/DC变换器；所述储能模块包括蓄电池组；所述接入模块包括DC/DC变换器和控制装置；所述风电机组的输出端与AC/DC变换器连接，AC/DC变换器的输出端与蓄电池组连接，所述蓄电池组还通过DC/DC变换器与电网直流母线连接；所述控制装置用于调节DC/DC转换器的输出功率，实现风储一体化系统接入电网的灵活调节，并在风储一体化系统所接入的直流微电网发生极间短路故障时，对风储一体化系统输出的等效电压进行控制。本发明既能够稳定风储一体化系统输出功率和输出电压，又能够在不增加设备的情况下，实现故障电流的控制。

技术领域

本发明涉及直流电网，特别是涉及一种风储一体化系统及其控制方法。

背景技术

随着煤炭、石油等化石能源的日益枯竭以及环境问题的日趋严重，大力发展清洁、高效的可再生能源受到越来越多的国家重视。风能作为无污染的可再生能源，在低碳绿色的背景下，风力发电已成为实现可持续发展的重要能源之一。风机分为定速风机和变速风机，其中定速风机转速固定，风力机只能在固定的一个或多个转速下运行，功率低下，目前已经比较少使用；变速风机主要分为双馈感应风机和永磁直驱风机。永磁风机的优势在于：1.其转速和磁极对数有关，可以省去齿轮箱，减小体积，提高可靠性；2.励磁采用永磁体，因此没有励磁电路，可以省去电刷和集电环等机械部件，可靠性高；3.采用全功率变换器，具备更宽的变速范围和更强的无功电压控制能力。

由于风电资源受气候和季节的影响较大，其出力具有很强的随机性，导致独立的风力发电系统输出的功率波动性较大。因此，小型分布式风力发电系统一般采用微电网的方式接入配电网，利用微电网中的储能系统调节风力发电系统的功率波动，从而减小对其接入对配电网的影响。风力发电系统并入直流微电网的结构如图1所示。在此结构下，当微电网发生极间故障时，风力一体化系统向故障点提供极大的短路电流，危害系统设备与安全。目前工程常用的故障限流措施是在电源端出口侧增加限流电抗器，此方法需增加设备，导致成本和占地都相应增加，并且电抗器在大电流下极易饱和而失去限流作用，同时存在限流效果有限、电抗器取值不易确定、与保护配合困难等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风储一体化系统及其控制方法，将微电网中的储能系统与风力发电系统相结合，组成一种风储一体化的系统结构，充分发挥储能模块和接入模块的作用，既能够实现对风力发电系统输出功率的调节，又能够在不增加设备的情况下，实现故障电流的控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种风储一体化系统，包括风力发电模块、储能模块和接入模块；所述风力发电模块包括风电机组和AC/DC变换器；所述储能模块包括蓄电池组；所述接入模块包括DC/DC变换器和控制装置；

所述风电机组的输出端与AC/DC变换器连接，AC/DC变换器的输出端与蓄电池组连接，所述蓄电池组还通过DC/DC变换器与电网直流母线连接；

所述控制装置用于调节DC/DC转换器的输出功率，实现风储一体化系统接入电网的灵活调节，并在风储一体化系统所接入的直流微电网发生极间短路故障时，对风储一体化系统输出的等效电压进行控制。

一种风储一体化系统的控制方法，包括风储一体化系统正常运行控制步骤和风储一体化系统外部电网故障控制步骤；

所述风储一体化系统正常运行控制步骤包括：在风储一体化系统并网运行时，对DC/DC 变换器采用功率控制，在风储一体化系统离网时，对DC/DC变换器采用定电压控制：