[发明专利]一种结合储能的风电场能量管理系统

权利要求书

1.一种结合储能的风电场能量管理系统，其特征在于，包括：能量管理模块及与所述能量管理模块相连的风电场升压站数据采集模块、储能设备数据采集模块、调度数据接收模块、风电机组数据采集模块、存储模块、历史数据查询模块、风电机组控制模块、储能设备控制模块，还包括监测报警模块，与所述存储模块相连，其中：

所述风电场升压站数据采集模块用于连接风电场出口点数据测量设备，获取有功功率、无功功率、电网电压数据；

所述储能设备数据采集模块与储能设备进行通讯，用于采集储能设备工作状态数据；

所述调度数据接收模块用于接收调度中心下发的风电场运行调节指令；

所述风电机组数据采集模块与风电场各台风电机组通讯连接，获取机组运行信息；

所述能量管理模块用于根据当前电网调度运行要求，执行相应控制策略，所述能量管理模块包括有功功率控制单元和无功功率控制单元，所述有功功率控制单元用于实现计划调度控制、有功变化率控制和频率控制，所述无功功率控制单元用于实现无功功率控制、功率因数控制、电压控制；

所述风电机组控制模块用于获取能量管理模块计算的各台风电机组的有功、无功指令，并将指令下发至各台风电机组；

所述储能设备控制模块用于获取能量管理模块计算的储能设备的有功、无功指令，并将指令下发至储能设备控制单元；

所述存储模块用于存储能量管理平台系统运行数据；

所述历史数据查询模块是用于获取所述存储模块的存储数据，查询某段时间能量管理系统运行信息；

所述监测报警模块用于监测能量管理系统运行状态，

有功功率控制单元的控制方式如下(1)～(8)：

(1)风功率预测模块接收来自于风电场风功率预测系统给出的风电场未来功率预测，预测数据包括未来4小时的功率预测值和第二天的风电场功率预测值，参考两种功率预测值，根据当前储能设备运行情况，有功功率控制单元为储能设备安排充放电计划，避免储能设备过度放电和盲目充电，

(2)调度调控指令模块接收调度调控指令，根据风电场出口点信息计算有功功率输出偏差，整定当前有功功率输出控制模块的指令值，

(3)能量管理模块有功功率控制单元根据风电场风电机组和风电场储能设备运行情况，并考虑储能设备的充放电计划，制定风电机组有功功率输出指令和储能设备当前充、放电指令，同时根据风电机组的有功功率输出指令，通过各机组实际运行情况计算各台机组有功功率输出指令，

(4)储能系统充、放电功率计算模块下发有功功率输出指令至风电场储能设备，并由储能设备数据采集模块实时获取储能设备有功功率输出，同时有功功率输出控制模块计算有功功率输出偏差，

(5)风机群有功控制模块下发有功功率输出指令至风电场各台风电机组，并由风电机组数据采集模块实时获取风电机组功率输出，同时有功功率输出控制模块计算功率输出偏差，

(6)储能设备功率控制单元连接储能设备，下发充、放电控制指令到设备，

(7)储能系统状态监测模块用于监控储能设备运行情况，并将信息反馈至储能系统充、放电功率计算模块中，为制定下一步策略提供数据支持，

(8)累加(4)(5)反馈的偏差，若超出功率偏差的死区阈值范围，则重新整定风电机组和储能设备的有功功率输出计划，即返回(3)；若功率偏差在死区阈值范围内，则返回(1)；

无功功率控制单元的控制方式如下(1)～(7)：

(1)能量管理系统无功控制运行模式选择模块直接接收无功调度指令，根据调度指令无功功率、电压或功率因数来计算当前需求的无功功率，

(2)判断风电场内各机组的运行情况，划分为可控风机和不可控风机，不可控风机不参与无功控制，并将储能设备划分为可控状态和不可控状态，在不可控状态时储能设备不参与无功控制，

(3)并网无功功率需求整定值计算模块用于判断当前运行模块，综合风电场风机无功极限和储能系统当前状况，整定无功功率需求值，

(4)无功功率一级分配模块综合储能设备无功容量和机组无功功率出力范围，根据优先调节储能设备无功，其次调节风电机组无功的原则，将风电场无功指令值在风电机组与储能设备间进行协调分配，

(5)风电机组无功功率二级分配按照等功率因数分配原则，将分配到风电场的无功容量，根据各机组无功功率实时调节范围进行逐一分配；

(6)按照风电场、储能设备及机组间的无功分配结果，向风电场、储能设备及机组发出无功控制命令；

(7)当风电场、储能设备及机组执行命令动作完成后，返回步骤(1)。