本发明专利技术提供一种基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法、系统及介质，属于风力发电机组应急控制技术领域。该方法包括：计算当前风电机组的偏航载荷；根据偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求；在当前偏航执行机构能够满足载荷需求的情况下，根据偏航载荷和偏航执行机构的功率计算所需电能；控制集中式储能系统预留所需电能；在需要应急偏航且电网掉电的情况下，控制集中式储能系统为偏航执行机构提供电能。该方法通过计算当前风电机组的偏航载荷，以确认风电机组当前的偏航执行结构能够满足载荷需求，采用集中式储能系统为偏航执行机构预留所需电能，以在需要应急偏航且电网掉电的情况下为偏航执行机构提供电能，保障机组安全。障机组安全。障机组安全。
【技术实现步骤摘要】
基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法、系统及介质
[0001]本专利技术涉及风力发电机组应急控制
，具体地涉及一种基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法、一种基于集中式储能的电网掉电防超速保护系统以及一种机器可读存储介质。
技术介绍
[0002]风力发电机组在停机过程中，通常风机桨叶逐渐顺桨至90度，风机安全停机，然而，由于变桨系统故障、叶片卡死、电网突然失电、日常维护不到位等各方面的原因，风电机组可能出现停机失败情况，进而发生机组超速甚至飞车，如不能及时进行有效控制，可能会导致叶片断裂、倒塔等严重生产事故，极端情况下甚至会发生人身安全事故，造成重大经济损失和安全管理责任。
[0003]近年来很多机组推出的应急偏航策略可调整风电机组叶轮与风向的夹角，当夹角达到30度以上，风电机组叶轮吸收的风能会有效降低，应急偏航“侧风”策略在正常停机失效的紧急情况下为机组增加最后一道安全保障，有效提升机组安全性能，减少严重事故的产生。
[0004]在目前新能源比例逐步扩大，传统发电电源结构改变导致区域电网稳定性下降的大环境下应该重点考虑的。为了提升电网稳定性，很多风电厂在建设过程中要求同步配备集中储能设备来稳定电网性能。
[0005]目前当风电机组发生严重故障无法正常收桨进行停机时，采用应急偏航进行偏航侧对风停机是风电行业内整机安全控制通常选择的主流办法，其具备简单易操作的优点。但是现有的方法在面对电网掉电情况下就无法进行偏航动作，也没有对飞车状态下偏航所需的载荷进行安全计算，这严重影响了紧急偏航策略的实施效果和安全性。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施方式的目的是提供一种基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法、系统及介质，该方法通过计算当前风电机组的偏航载荷，以确认风电机组当前的偏航执行结构能够满足载荷需求，同时，采用集中式储能系统为偏航执行机构预留所需电能，以在需要应急偏航且电网掉电的情况下为偏航执行机构提供电能，避免应急偏航动作无法执行，保障机组安全。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法，所述方法包括：
[0008]计算当前风电机组的偏航载荷；
[0009]根据所述偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求；
[0010]在当前偏航执行机构能够满足载荷需求的情况下，根据所述偏航载荷和所述偏航执行机构的功率计算所需电能；
[0011]控制集中式储能系统预留所需电能；
[0012]在需要应急偏航且电网掉电的情况下，控制集中式储能系统为偏航执行机构提供电能。
[0013]在本申请实施例中，计算当前风电机组的偏航载荷，包括：
[0014]定义第一预设时长风速均值下风力发电机组的第一切出风速值和第二预设时长风速均值下风力发电机组的第二切出风速值；
[0015]仿真风力发电机组在第一切出风速值或第二切出风速值时的不同运行状态；
[0016]仿真计算所述不同运行状态下偏航轴承受到的垂直分量力矩；
[0017]确定仿真得到的垂直分量力矩中的最大值作为当前风电机组的偏航载荷。通过仿真方法计算风电机组的偏航载荷，为判断风电机组应急偏航应对能力提供了数据基础。
[0018]在本申请实施例中，所述不同运行状态至少包括：正常运行状态，以及故障+偏航运行状态。上述两种状态中，一种为风电机组常规状态，一种为风电机组的极限状态，根据二者来进行仿真得到的偏航载荷更有利于判断风电机组应急偏航应对能力。
[0019]在本申请实施例中，根据所述偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求，包括：
[0020]根据风电机组的偏航刹车设计参数计算偏航时偏航刹车的制动力矩；
[0021]将制动力矩与偏航载荷之和与当前偏航执行机构的额定转矩进行比较；
[0022]若额定转矩大于制动力矩与偏航载荷之和，则确定当前偏航执行机构能够满足载荷需求，否则，确定当前偏航执行机构无法满足载荷需求。
[0023]在本申请实施例中，根据所述偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求，包括：
[0024]根据风电机组的偏航刹车设计参数计算偏航时偏航刹车的制动力矩；
[0025]将制动力矩与偏航载荷之和与当前偏航执行机构的瞬时最大转矩进行比较；
[0026]若瞬时最大转矩大于制动力矩与偏航载荷之和，则确定当前偏航执行机构能够满足载荷需求，否则，去的当前偏航执行机构无法满足载荷需求。
[0027]在本申请实施例中，根据所述偏航载荷和所述偏航执行机构的功率计算所需电能，包括：
[0028]E＝N*A*Pn*t/η
[0029]其中，E为偏航系统偏航一次的总能量；N为偏航电机数量；A为放大倍数；Pn为偏航电动机额定功率；t为应急偏航一次的时间；η为电机的效率。
[0030]在本申请实施例中，所述方法还包括：
[0031]在确定当前偏航执行机构无法满足载荷需求的情况下，更换偏航执行结构；
[0032]根据新偏航执行结构的功率和所述偏航载荷计算所需电能。更换偏航执行机构可以保障偏航执行机构满足应急偏航的需求，保障机组安全，节约成本。
[0033]本专利技术第二方面提供一种基于集中式储能的电网掉电防超速保护系统，所述系统包括：风电场控制系统、集中式储能系统、控制开关及风电机组；
[0034]集中式储能系统与风电机组通过集电线路相连接，集电线路与电网连接，所述控制开关设置在集电线路与电网及集中式储能系统的连接线上，用于在需要应急偏航且电网掉电的情况下断开集中式储能系统向电网输送能量的通道，以使集中式储能系统通过集电线路向风电机组的偏航执行机构供电；
[0035]风电场控制系统与所述集中式储能系统及风电机组连接，风电场控制系统用于：计算当前风电机组的偏航载荷；根据所述偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求，在当前偏航执行机构能够满足载荷需求的情况下，根据所述偏航载荷和所述偏航执行机构的功率计算所需电能，控制所述集中式储能系统预留所需电能，在需要应急偏航且电网掉电的情况下为风电机组提供电能。该系统能够计算当前风电机组的偏航载荷，以确认风电机组当前的偏航执行结构能够满足载荷需求，同时，控制集中式储能系统为偏航执行机构预留所需电能，在需要应急偏航且电网掉电的情况下为偏航执行机构提供电能，避免应急偏航动作无法执行，保障机组安全。
[0036]在本申请实施例中，所述集中式储能系统包括：储能单元、储能单元管理系统、储能变流器、升压变压器、上位能量管理系统；
[0037]所述储能单元管理系统与所述储能单元和所述储能变流器连接，所述储能变流器与所述升压变压器连接，所述上位能量管理系统与所述储能单元管理系统、储能变流器以及控制开关连接，所述上位能量管理系统用于控制储能单元管理系统预留需要的能量，以及控制控制开关在需要应急偏航且电网掉电的情况下断开集中式储能系统向电网输送能量的通道。
[0038]另一方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法，其特征在于，所述方法包括：计算当前风电机组的偏航载荷；根据所述偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求；在当前偏航执行机构能够满足载荷需求的情况下，根据所述偏航载荷和所述偏航执行机构的功率计算所需电能；控制集中式储能系统预留所需电能；在需要应急偏航且电网掉电的情况下，控制集中式储能系统为偏航执行机构提供电能。2.根据权利要求1所述的基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法，其特征在于，计算当前风电机组的偏航载荷，包括：定义第一预设时长风速均值下风力发电机组的第一切出风速值和第二预设时长风速均值下风力发电机组的第二切出风速值；仿真风力发电机组在第一切出风速值或第二切出风速值时的不同运行状态；仿真计算所述不同运行状态下偏航轴承受到的垂直分量力矩；确定仿真得到的垂直分量力矩中的最大值作为当前风电机组的偏航载荷。3.根据权利要求2所述的基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法，其特征在于，所述不同运行状态至少包括：正常运行状态，以及故障+偏航运行状态。4.根据权利要求1所述的基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法，其特征在于，根据所述偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求，包括：根据风电机组的偏航刹车设计参数计算偏航时偏航刹车的制动力矩；将制动力矩与偏航载荷之和与当前偏航执行机构的额定转矩进行比较；若额定转矩大于制动力矩与偏航载荷之和，则确定当前偏航执行机构能够满足载荷需求，否则，确定当前偏航执行机构无法满足载荷需求。5.根据权利要求1所述的基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法，其特征在于，根据所述偏航载荷确定当前偏航执行机构能否满足载荷需求，包括：根据风电机组的偏航刹车设计参数计算偏航时偏航刹车的制动力矩；将制动力矩与偏航载荷之和与当前偏航执行机构的瞬时最大转矩进行比较；若瞬时最大转矩大于制动力矩与偏航载荷之和，则确定当前偏航执行机构能够满足载荷需求，否则，确定当前偏航执行机构无法满足载荷需求。6.根据权利要求1所述的基于集中式储能的电网掉电防超速保护方法，其特征在于，根据所述偏航载荷和所述偏航执行机构的功率计算所需电能...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，王飒，何昆，赵冰，丁亮，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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