[发明专利]风电储能调频调峰控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电，具体涉及一种风电储能调频调峰控制系统。

背景技术

如何解决能源危机及其所导致的环境危机成为全球经济可持续发展所面临的、亟待解决的重大研究课题。作为绿色环保能源，风电是成本最低的温室气体减排技术之一。因此，倍受各国政府青睐，发展迅猛。但由于风的随机性、间歇性和不可控性导致风电机组在离网或并网发电运行时产生诸多不良影响。具体来讲由于风的可变性而引起风电机组发出电能的波动、随机变化或零输出，这些波动、随机变化和零输出又进一步对电网的电压、频率或是所带负载的运作造成不良影响。

如何改善风电机组输出电能的可靠性与稳定性，是解决风力发电接入问题的关键。采用大型储能电池技术的方法，通过对风力发电进行调频调峰控制，可以大大提高输出电能的稳定性。锂离子电池由于具有高比特性、长循环寿命、绿色环保和易于规模化生产的特点而被看作是最先可能得到推广应用的一种新型储能电池技术。储能蓄电池组与风力发电机的结合涉及许多系统集成关键技术，比如储能蓄电池组的选型与优化配置、大型化设计和运行管理，控制系统的设计与控制策略的实现等。尤其对大型风力发电机而言这些技术的实现难度更大，主要表现在试验研究所要投入的成本高，这样很大程度上会阻碍技术的进一步发展。为此，本发明在小型风力发电机结合储能蓄电池系统调节的试验基础上，提供了一种基于储能锂离子电池组的风力发电调频调峰控制系统。更具体地，针对各种风电机组离网或并网连接运行时，因风的随机性、间歇性和不可控性所导致的各种不良影响，涉及一种基于风电储能调节的物理仿真控制系统。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决由于风的可变性而引起风电机组发出电能的波动、随机变化或零输出，这些波动、随机变化和零输出又进一步对电网的电压、频率或是所带负载的运作造成不良影响等问题，本发明的目的在于提供一种风电储能调频调峰控制系统。利用本发明，当输入的风电功率大于负载所需功率时，蓄电池组吸收过剩输入功率；当输入的风电功率小于负载所需功率时，蓄电池组将吸收存储的能量释放，从而满足负载对功率的需要。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种风电储能调频调峰控制系统，该装置包括：

连接于风力发电机输出端的一台功率模拟器，用于模拟不同风电机组功率曲线；风力发电机的输出端通过整流滤波电路连接有一台逆变器和一个蓄电池模块；逆变器用于对蓄电池模块输出的电压与并网处的电网电压锁相、锁频和调幅；在逆变器的输出端连接有一台可编程负载器，用于模拟变化的生活负载或电网负载；一个充电模块分别与蓄电池模块和电网连接；一组能量存储控制器分别与一个卸荷负载模块和充电模块连接，控制上述两个模块对蓄电池模块的充放电时序；

上述能量存储控制器通过Rs485通信方式与蓄电池模块的电源管理系统BMS进行相互通信，接受来自功率模拟器、可编程负载器、逆变器的电压、电流信号和电网的电压、电流信号，经控制策略的运算与决策，对逆变器和蓄电池模块的锂电池组的充放电进行控制；并对连接的各部件进行实时电压、电流、功率等信号值的检测和显示。

本发明风电储能调频调峰控制系统，由于采取上述的技术方案，采用功率模拟器模拟不同风电机组功率曲线，用能量存储控制器接受来自功率模拟器、可编程负载器、逆变器的电压、电流信号和电网的电压、电流信号，经控制策略的运算与决策，对逆变器和蓄电池模块的锂电池组的充放电进行控制，当输入的风电功率大于负载所需功率时，蓄电池组吸收过剩输入功率；当输入的风电功率小于负载所需功率时，蓄电池组将吸收存储的能量释放，从而满足负载对功率的需要。因此，本发明解决了由于风的可变性而引起风电机组发出电能的波动、随机变化或零输出对电网的电压、频率或是所带负载的运作造成不良影响的问题，取得了结构简单可行、操作简便可靠等有益效果。

附图说明

图1是本发明风电储能调频调峰控制系统的示意框图；

图2是功率模拟器示意框图；

图3是逆变器模块示意框图；

图4是可编程负载示意框图；

图5是卸荷负载模块示意框图；

图6是充电模块示意框图；

图7是能量存储控制器ESS示意框图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图1是本发明风电储能调频调峰控制系统的示意框图，如图1的实施例所示，该装置包括：