[发明专利]一种平滑风电系统输出功率的储能装置的监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力管理系统，具体涉及一种平滑风力发电输出功率的电 池电力储能装置的监控系统。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。中国风能 储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。近几年来，中 国的并网风电迅速发展。由于风能随机性和间歇性的特点，造成风电机组的出 力频繁波动，从而风电场的出力可靠性也差，风电比重过大，会使电网的调频、 调峰压力加大，以及电网长距离送电的技术要求和运行成本急剧增大。因此， 风电场大规模的并网接入对电力系统的运行也带来一些新问题：

(1)风电的随机性及不可控性给电力系统规划和稳定运行带来新的挑战；

(2)风电功率的波动特性与电网负荷的波动特性难以一致，使电网的调峰 问题更加突出，对调峰容量和响应速度都提出了更高的要求；

(3)由于风速变化，风电机组容易引起电网电压和功率波动问题，以及由 其带来的无功电压控制和电能质量问题。

目前电力系统中的储能技术为解决电力供应链(燃料、发电、输电、配电 和用电)中存在的一些现有问题和实现电网可持续发展提供了全新的途径，采 用大规模电力储能技术，可以有效缓解用电供需矛盾、提高电网安全和稳定性、 改善供电质量，并能促进可再生能源的利用和发展。

发明内容

为解决现有技术中风电发电功率短期波动的问题，储能装置不能根据风电 输出功率实时调整的问题，本发明提供一种可以对储能装置进行监控和实时调 整输出功率的监控系统，具体方案如下：一种平滑风电系统输出功率的储能装置 的监控系统，储能装置与风电系统输出线路并联在一个交流母线上，储能装置 包括储能电池组和配电装置，储能电池组通过配电装置连接在交流母线上，监 控系统连接有电力保障装置，其特征在于，所述监控系统包括主服务器和子服 务器，所述主服务器包括连接在维护信息总线上的监控主机、操作机、维持机、 站长机和培训机，所述子服务器包括通过区域现场总线连接的换流器监控机、 风机监测机、电网监测机和辅助设备监控机。

本发明的另一优选方式：所述主服务器通过数据采集模块连接子服务器的 通信接口采集进行实时交流，所述主服务器包括事件报警系统、时间系统、功 率监视系统、文件管理系统、培训系统和用户管理系统。

本发明的另一优选方式：所述事件报警系统定义事件的事件源，根据触发 条件将信息传送到主服务器进行显示、打印、报警确认；

所述时间系统采用GPS卫星时间作为主时钟系统，利用接口模块为主服务 器和子服务器提供时间及时间较对；

所述功率监视系统计算网侧三相交流电压、电流和风机的发电功率，对实 时数据进行统计分析，并自动填表然后在控制操作机上用各种方式显示出来；

所述文件管理系统利用分布式的实时数据库存放实时的遥测、遥信、事件 信息与管理历史数据库存储的历史数据和历史事件，为操作机提供查询、维护 和数据统计分析；

所述培训系统包括一台培训工作站和培训模拟软件，用于模拟整个储能装 置所有可能、必要的操作；

所述用户管理系统将所有用户分成一般操作员、程序管理员、数据库管理 员和系统管理员四个不同权限的操作者，利用软件联锁、口令控制进行操作者 权限验证。

本发明的另一优选方式：所述子服务器包括数据采集模块、通讯中继模块、 有功输出调节模块、顺序控制模块、保护信息接口模块和告警模块。

本发明的另一优选方式：所述数据采集模块实时采集储能电池组、配电装 置和风电系统所有模拟量、状态量、脉冲量信息；

所述通讯中继模块从子服务器直接获取遥测、遥信、SOE信息，利用分布 在子服务器中的通信接口，采用标准通讯规约向主服务器发送遥测、遥信、事 件信息，同时也从主服务器接受遥控、遥调并分发到子服务器中，所述通信接 口与子服务器接口方式采用双网卡双网络连接方式，实现数据流和指令流的分 开；

所述有功输出调节模块通过控制换流器的输出功率，控制储能电池组输出 的功率，维持风电系统输出功率为恒定值；

所述顺序控制模块实现储能装置启动、停运过程中的顺序操作和各种控制 模式和运行方式的切换，包括开关分合闸操作、有载调压、电容器投切、保护 参数整定、变流器功率控制、紧急状态下设备保护；