[发明专利]一种直流组网风光柴储陆用电站系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种直流组网风光柴储陆用电站系统，包括：风力发电机组、光伏阵列、超级电容、大容量电池组、直流变换器、双向直流变换器、逆变器、第一直流母线、第二直流母线、交流母线、第一主变、第二主变、整流器、同步柴油发电机组以及能量管理模块。本发明将风力发电机组、光伏阵列、超级电容、大容量蓄电池组、同步柴油发电机组通过直流组网技术连接，减少了交流并车装置、黑启动装置以及电力变压器；合理配置可再生能源、储能和柴油发电机组容量占比，使可再生能源利用率最大化，减少大容量蓄电池组充放电次数，降低柴油发电机组开机次数和时长；通过大容量逆变器为外围负荷提供电能，输出纯净正弦波。

技术领域

本发明涉及一种直流组网风光柴储陆用电站系统及其工作方法，属于微网系统技术领域。

背景技术

电力供应对经济落后或偏远地区经济发展、地区建设起决定性作用，这些地方往往没有建立完备的公共电网，柴油机发电机组以其稳定、长期、可靠的特点成为首选电力来源。以往建设的柴油发电机组陆用电站系统，一般按当地实际用电需求，选取n（用）+1（备）台柴油发电机组。在白天用电负荷高峰期，电站系统将满负荷运行，到了夜晚，用电负荷大大降低，但为了满足用电（包括电站自用电）需求，仍要维持少量柴油发电机组在开机运行状态；柴油发电机组的长期运行，带来了排放、噪音污染，同时柴油发电机组开机基础油耗达到满负荷油耗的70%，从经济性角度考量，应尽量满足符合需求的情况下减少开机时间；且柴油发电机组年运行小时数有一定的限制，超出后维保成本高。目前，有风柴储互补陆用电站投入建设，采用交流组网，控制复杂，光伏、储能和柴油发电机组控制策略相互独立，多能互补程度低，不能根本解决环境污染和运营经济性的问题。

发明内容

本发明提供了一种直流组网风光柴储陆用电站系统及其工作方法，以解决现有技术中用电负荷低时耗能高，现有系统控制复杂、存在环境污染的技术问题。

本发明提供了一种直流组网风光柴储陆用电站系统，包括：风力发电机组、光伏阵列、超级电容、大容量电池组、直流变换器、双向直流变换器、逆变器、第一直流母线、第二直流母线、交流母线、第一主变、第二主变、整流器、同步柴油发电机组以及能量管理模块；所述风力发电机组通过所述直流变换器与所述第一直流母线连接；所述光伏阵列通过所述直流变换器与所述第一直流母线连接；所述超级电容通过所述双向直流变换器与所述第一直流母线连接；所述大容量电池组通过所述双向直流变换器与所述第一直流母线连接；所述第一直流母线通过所述逆变器与所述交流母线连接；所述第一直流母线通过所述逆变器与所述第一主变连接；所述第一直流母线通过所述双向直流变换器与所述第二直流母线连接；所述第二直流母线通过所述整流器与所述同步柴油发电机组连接；所述第二直流母线通过所述逆变器与所述第二主变连接；所述能量管理模块分别与所述风力发电机组、光伏阵列、超级电容、大容量电池组、同步柴油发电机组连接。

进一步地，所述能量管理模块包括：PLC控制器、处理单元、本地操作屏、远程操作屏；所述PLC控制器分别与所述风力发电机组、光伏阵列、超级电容、大容量电池组、同步柴油发电机组、处理单元、本地操作屏、远程操作屏连接。

进一步地，所述风力发电机组为整合了整流装置的直驱式永磁同步发电机。

进一步地，所述超级电容的容量满足可再生能源容量20S内30%电站装机能量波动平抑能力。

本发明还提供了一种直流组网风光柴储陆用电站系统的工作方法，

1.供电站自用电方式：

第一直流母线通过逆变器逆变将电能输出至交流母线，由交流母线供电站用电；

2.白天供电方式：

风力发电机组、光伏阵列通过直流变换器将电能输出至第一直流母线，第一直流母线通过逆变器将电能输出值第一主变供负载使用；

同步柴油发电机组通过整流器将电能输出至第二直流母线，第二直流母线通过逆变器将电能输出至第二主变供负载使用；