[发明专利]一种蓄电池储能调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能调节装置，特别是关于一种蓄电池储能调节装置(Power Conditioning System，PCS)。

背景技术

我国电网尚无法覆盖全国各个区域，比如偏远地区、海上油田平台等，这是由于 远距离输电，不仅会造成很多电能损耗，大大提高成本，而且实现难度也很大。众所 周知，海上和有些偏远地区风资源丰富，如果能够有效地利用风资源，建立一个独立 电源系统，则可以很好地解决“孤岛电网”供电难的问题。但是，由于风能的间歇性、 波动性和不可控性等特点，因此需要一个蓄电池储能调节装置来平衡风机风力的波动， 以稳定独立电源系统的输出电压和频率，提高电能质量。就目前已有的技术而言，适 合与千瓦级风电机组组成独立电源系统的蓄电池储能调节装置已有应用，而适合与兆 瓦级风电机组组成独立电源系统的蓄电池储能调节装置现在还没有，而且从千瓦级到 兆瓦级的风电独立系统的电压和频率波动增大，系统的电压和频率稳定控制面临更大 的挑战，需要更加优越的控制方法和合理的系统结构来保证系统的稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种易于实现，节约成本，且适用与兆瓦级 风电机组组成独立电源系统的蓄电池储能调节装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种蓄电池储能调节装置，其特征 在于，它包括：至少两个充放电管理系统，其的交流侧均并联接入一公共母线上后， 再通过一变压器接入高压主母线；每一所述充放电管理系统的直流端连接一蓄电池组， 控制所述蓄电池组在上、下限电压值范围内与所述高压主母线和公共母线形成的PCC 点进行有功功率、无功功率的双向调节，使所述PCC点的电压和频率稳定；一系统主监 控器，其通过若干CAN接口与各所述充放电管理系统进行信息交互，并按照所述充放 电管理系统的指令，控制外部备用电源为所述高压主母线供电或者控制卸载电荷消耗 掉所述高压主母线输出的电能，使所述PCC点的电压和频率稳定。

每一所述充放电管理系统包括：一电压源逆变器，其与所述PCC点之间进行有功功 率、无功功率双向调节，使所述PCC点的电压和频率稳定；若干电能要素采样器，采集 所述高压主母线的实际电能要素，所述电压源逆变器与变压器之间的公共母线上的电 能要素，以及所述蓄电池组两端的电压；模数转换模块，将所述电能要素采样器采集 到的各种电能要素转换成数字信号；一DSP核心控制器，其中预设置有所述PCC点电压 和频率值，以及所述蓄电池组两端的上、下限电压值；所述DSP核心控制器根据所述模 数转换模块输入的电能要素，控制所述PCC点电压和频率为预设值，同时判断所述蓄电 池组两端的电压值是否超出了所述预设的上、下限电压值，以控制所述电压源逆变器 和/或所述系统主监控器的工作。

所述电能要素采样器采集的电能要素包括电压、频率和电流。

当所述DSP核心控制器判断出所述PCC点的实际电压、频率值均大于所述预设的电 压、频率值，且所述蓄电池组两端的电压值位于所述预设的上、下限电压范围内时， 所述电压源逆变器吸收有功功率，使所述PCC点电压、频率稳定为预设值。

当所述DSP核心控制器判断出所述PCC点的实际电压、频率值均大于所述预设的电 压、频率值，且所述蓄电池组两端的电压值与所述预设上限电压值相等时，所述DSP 核心控制器通过所述系统主监控器控制卸载负荷消耗掉所述高压主母线输出的电能， 使所述PCC点电压、频率稳定为预设值。

当所述DSP核心控制器判断出实际有功功率值小于预设的额定有功功率值，且所述 蓄电池组两端的电压值位于所述预设的上、下限电压范围内时，所述电压源逆变器发 出有功功率，使PCC点的电压和频率稳定为预设值。

当所述DSP核心控制器判断出实际有功功率值小于预设的额定有功功率值，且所述 蓄电池组两端的电压值位于所述预设的上、下限电压范围内时，所述电压源逆变器发 出有功功率，同时所述DSP核心控制器通过所述系统主监控器启动所述外部备用电源给 所述高压主母线供电，使PCC点的电压和频率稳定为预设值。

当所述DSP核心控制器判断出实际有功功率值小于所述预设的额定有功功率值，且 所述蓄电池组两端的电压值与所述预设的下限电压值相等时，所述DSP核心控制器通过 所述系统主监控器启动外部备用电源给所述高压主母线供电，使PCC点的电压和频率稳 定为预设值。