本发明专利技术公开一种离网型风储荷发电系统及控制调试方法包括：具有风力发电机的风力发电支路、储能支路、有功负荷和断路器；风力发电支路和断路器串联后与储能支路和有功负荷并联，然后接入高压母线。本发明专利技术首先控制断路器断开，储能支路投入、并将有功负荷中一部分投入；控制断路器闭合，风力发电机开始工作；以储能支路输出端无功功率为指令控制所述储能支路的输出功率，风力发电机的定子电压与风机外部电压开始同步，并达到预设并网条件；风力发电机按给定功率爬坡输出有功功率，在风机有功爬坡过程中，逐步投入有功负荷。本发明专利技术通过控制风机、储能的功率，当组网过程中启动感性负荷不足时，可以避免长电缆引起的过电压问题，有利于系统稳定运行。利于系统稳定运行。利于系统稳定运行。
【技术实现步骤摘要】
一种离网型风储荷发电系统及控制调试方法
[0001]本专利技术属于风力发电与储能
，特别涉及一种离网型风储荷发电系统及控制调试方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着全球能源短缺和传统发电引起的环境问题越来越突出，风力发电以其成熟的技术和商业化潜力得到了迅速发展。离网型风力发电系统可以在无大电网支撑的情况下独立运行，为其周边供电，对缓解电力供应紧张具有重要意义。然而，风力发电具有波动性和随机性，风速波动会引起风电机组输出功率的相应波动，因而风力发电不能提供持续稳定的功率，发电稳定性较差，并由此引发风电功率、输出电压、频率波动等一系列问题，甚至威胁系统的稳定和安全运行。在离网型风力发电系统中，由于缺乏大电网的有效支撑，上述问题将显得更为突出。储能系统控制灵活、响应快速，可对风电功率波动进行平抑，且对系统的电压频率提供有效的支撑。所以配置合理的储能可以提高系统的稳定性。
[0003]目前对风力发电的研究大多是并网型，对离网型风力发电的研究较少。针对离网型风力发电的研究大多是：并网运行的风力发电系统由于某些原因转入孤网运行，未考虑风力发电系统黑启动以及离网型风储荷系统动态组网运行时存在的问题。离网型风储荷系统动态组网装置中，风机侧与高压母线间存在远距离电力电缆，无功负荷的缺乏容易使得储能吸收的无功功率较多，电压源型储能的无功电压下垂控制会使储能输出电压过高，从而导致风机端的过电压，系统运行出现问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种离网型风储荷发电系统及控制调试方法，以解决现有离网型风储荷系统由于远距离电力电缆的存在，容易使风机端过电压，造成系统运行不稳定的技术问题。
[0005]本专利技术提供一种离网型风储荷发电系统，包括：风力发电支路、储能支路、有功负荷和断路器K2；所述风力发电支路和断路器K2串联后与储能支路和有功负荷并联，然后接入高压母线200；所述风力发电支路包括风力发电机。
[0006]优选的，所述风力发电支路还包括断路器K1、变流器、箱式变压器T1和风机并网电缆；所述断路器K1和变流器并联构成并联支路；所述风力发电机的输出端通过并联支路与箱式变压器T1的低压侧连接；所述箱式变压器T1的高压侧通过风机并网电缆与断路器K2连接。
[0007]优选的，所述储能支路包括电压源型储能系统300、电流源型储能系统400和箱式变压器T2；所述电压源型储能系统和电流源型储能系统并联并通过箱式变压器T2连接高压
母线。
[0008]优选的，所述电压源型储能系统包括若干台并联的电压源型储能装置；电流源型储能系统包括若干台并联的电流源型储能装置。
[0009]优选的，所述电压源型储能系统采用虚拟同步控制模式。
[0010]优选的，所述电流源型储能系统采用PQ控制模式。
[0011]优选的，所述风力发电机为双馈异步风力发电机。
[0012]优选的，还包括风储荷协调控制装置；所述风储荷协调控制装置，用于采集箱式变压器T2低压侧的电压u0和电流i0；对集箱式变压器T2低压侧的电压u0和电流i0进行解耦并计算出集箱式变压器T2低压侧的发出的无功功率Q
A
；对电流源型储能系统进行控制，设置电流源型储能系统的无功功率参考值为变压器T2低压侧无功功率的相反数，形成闭环控制。
[0013]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种对离网型风储荷发电系统控制调试方法，所述离网型风储荷发电系统为本专利技术提供的一种离网型风储荷发电系统，所述控制调试方法包括：控制断路器K2断开，储能支路投入、并将有功负荷中一部分投入，此时构成离网型储荷系统；控制断路器K2闭合，风力发电机开始工作；以储能支路输出端无功功率为指令控制所述储能支路的输出功率，风力发电机的定子电压与风机外部电压开始同步，并达到预设并网条件，此时构成离网型风储荷系统；风力发电机按给定功率爬坡输出有功功率，在风机有功爬坡过程中，逐步投入有功负荷。
[0014]优选的，所述控制断路器K2断开，储能支路投入、并将有功负荷中一部分投入，此时构成离网型储荷系统包括：控制断路器K2断开，同时控制断路器K1断开；启动电压源型储能系统和电流源型储能系统，将有功负荷中的投入，构成离网型储荷系统。
[0015]优选的，所述启动电压源型储能系统和电流源型储能系统，将有功负荷中的投入，构成离网型储荷系统步骤中，所述有功负荷小于或等于电压源型储能系统总容量。
[0016]优选的，所述启动电压源型储能系统和电流源型储能系统，将有功负荷中的投入，构成离网型储荷系统步骤中，所述电压源型储能系统输出有功功率等于投入的有功负荷。
[0017]优选的，所述控制断路器K2闭合，风力发电机开始工作；以储能支路输出端无功功率为指令控制所述储能支路的输出功率，风力发电机的定子电压与风机外部电压开始同步，并达到预设并网条件，此时构成离网型风储荷系统包括：控制断路器K2闭合，完成风机侧线路接入；
测量箱式变压器T2低压侧无功功率，其相反数作为电流源型储能系统无功输入指令；风力发电机的定子电压与风机外部电压开始同步，达到预设并网条件后，闭合断路器K1，构成离网型风储荷系统。
[0018]优选的，所述预设并网条件具体为：风力发电机的定子电压与外部电压频率、相位、幅值完全一致。
[0019]优选的，所述测量箱式变压器T2低压侧无功功率，其相反数作为电流源型储能系统无功输入指令的步骤，具体包括：测量箱式变压器T2低压侧无功功率；设置电流源型储能系统的无功功率参考值为变压器T2低压侧无功功率的相反数，形成闭环控制。
[0020]优选的，所述在风机有功爬坡过程中，逐步投入有功负荷的步骤，具体包括：t1时刻风力发电机功率开始爬坡，此时动态分次投入有功负荷；t2时刻风力发电机输出功率稳定后，风力发电机输出的有功功率和无功功率分别稳定至设定值；此时投入的有功负荷与风力发电机的设定值相同。
[0021]优选的，所述在风机有功爬坡过程中，逐步投入有功负荷的步骤中，t1时刻开始，不断减小电流源型储能系统的无功功率，直到t2时刻完全切出。
[0022]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种离网型风储荷发电系统及控制调试方法，采用的多种类型的混合储能系统，可以实现电压、频率以及有功功率的准确输出；避免了只采用电压源型储能由于长电缆导致的无功偏差引起的过电压问题，最后由于采用闭环控制，可在不同线路上实现风机的黑启动，这对于离网型远端风机的启动以及系统稳定运行具有重大意义。
[0023]本专利技术先由储能黑启动建立稳定的电压、频率后，再启动风机，并按功率协调控制调试方法对孤网运行的风机、储能、负荷进行设备动态投切及实时功率优化控制。本专利技术通过控制风机、储能的功率，当组网过程中启动感性负荷不足时，可以避免长电缆引起的过电压问题，有利于系统稳定运行。
[0024]通过本专利技术控制调试方法可以脱离大电网的支撑，实现对周边负荷供电，十分适用于牧区、林区、海岛等大电网无法有效覆盖的地区本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种离网型风储荷发电系统，其特征在于，包括：风力发电支路、储能支路、有功负荷和断路器K2；所述风力发电支路和断路器K2串联后与储能支路和有功负荷并联，然后接入高压母线（200）；所述风力发电支路包括风力发电机（100）；所述储能支路包括多种类型的混合储能系统。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风力发电支路还包括断路器K1、变流器（101）、箱式变压器T1和风机并网电缆（500）；所述断路器K1和变流器（101）并联构成并联支路；所述风力发电机（100）的输出端通过并联支路与箱式变压器T1的低压侧连接；所述箱式变压器T1的高压侧通过风机并网电缆（500）与断路器K2连接。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能支路包括：电压源型储能系统（300）、电流源型储能系统（400）和箱式变压器T2；所述电压源型储能系统（300）和电流源型储能系统（400）并联并通过箱式变压器T2连接高压母线（200）。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电压源型储能系统（300）包括若干台并联的电压源型储能装置；电流源型储能系统（400）包括若干台并联的电流源型储能装置。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电压源型储能系统（300）采用虚拟同步控制模式。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电流源型储能系统（400）采用PQ控制模式。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风力发电机（100）为双馈异步风力发电机。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括风储荷协调控制装置；所述风储荷协调控制装置，用于采集箱式变压器T2低压侧的电压u0和电流i0；对集箱式变压器T2低压侧的电压u0和电流i0进行解耦并计算出集箱式变压器T2低压侧的发出的无功功率Q
A
；对电流源型储能系统（400）进行控制，设置电流源型储能系统（400）的无功功率参考值为变压器T2低压侧无功功率的相反数，形成闭环控制。9.一种对离网型风储荷发电系统控制调试方法，其特征在于，所述离网型风储荷发电系统为权利要求1
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8任一项所述的离网型风储荷发电系统，所述控制调试方法包括：控制断路器K2断开，储能支路投入、并将有功负荷中一部分投入，此时构成离网型储荷系统；控制断路器K2闭合，风力发电机（100）开始工作；以储能支路输出端无功功率为指令控制所述储能支路的输出功率，风力发电机（100）的定子电压与风机外部电压开始同步，并达到预设并网条件，此时构成离网型风储荷系统；风力发电机（100）按给定功率爬坡输出有功功率，在风机有功爬坡过程中，逐步投入有功负...
【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，李焓宁，董立志，贾学翠，王上行，惠东，刘家亮，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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