一种离网型风力发电系统的能量管理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种离网型风力发电系统的能量管理方法，包括步骤（１）根据风力发电机发出的电功率Ｐｇ、负载所消耗电功率Ｐｉ、蓄电池充电消耗的电功率Ｐｂｃ以及蓄电池所能放出的电功率Ｐｂｄ将风力发电系统的工作状态分成多种工作状态模式；（２）检测各种电功率大小；（３）判断风力发电系统的工作状态模式；（４）根据风力发电机所处的工作状态模式进行控制。本发明专利技术通过对离网型风力发电系统的工作状态模式进行划分，实现对其能量流动方式的有效规划和控制，并能够根据需要提高负载供电的优选度，从而提高离网型风力发电系统的能量利用效率，提高负载供电可靠性，同时也保证了系统运行的安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电领域，特别是。
技术介绍
风力发电系统有两种不同的类型，即独立运行的"离网型"和接入电力系统运行 的"并网型"。"离网型"风力发电系统与电网脱离，通过蓄电池等设备对发电系统发出的电 能加以存储，很好地解决偏远地区的供电问题。"并网型"风力发电系统接入电网，通过能量 管理控制系统，可以为电网提供电能，并且保障负载的可靠运行。 在我国，离网型风力发电系统是户用小型风力发电系统的主要形式，其能量流动 过程比较简单，一般通过蓄电池将风力发电机发出的电能加以存储，等蓄电池充电完毕之 后，由蓄电池向负载供电。如果风力发电机发出的电能过大的话，风力发电系统将使用卸荷 器将能量卸除。由于目前我国大部分的离网型风力发电系统缺乏有效的能量管理，使得离 网型风力发电系统的能量利用率低，负载的供电不够稳定。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种能够对离网型风力发电系统的能量进行有效管理从而提高离网型风力发电系统的能量利用效率的能量管理方法。 本专利技术为解决其问题所采用的技术方案是 —种离网型风力发电系统的能量管理方法，包括以下步骤 (1)根据风力发电机发出的电功率Pg、负载所消耗电功率Pp蓄电池充电消耗的电 功率Pb。以及蓄电池所能放出的电功率Pbd将风力发电系统的工作状态分成多种工作状态模 式，所述工作状态模式包括 a、模式一，风力发电机发出的电功率Pg大于负载所消耗电功率Pi与蓄电池充电消 耗的电功率Pb。之和； b、模式二，风力发电机发出的电功率Pg大于负载所消耗电功率&，风力发电机发出的电功率Pg小于负载所消耗电功率^与蓄电池充电消耗的电功率Pb。之和； c、模式三，风力发电机发出的电功率Pg小于负载所消耗电功率&，风力发电机发出的电功率Pg与蓄电池所能放出的电功率Pbd之和大于负载所消耗电功率^ ; d、模式四，风力发电机发出的电功率Pg与蓄电池所能放出的电功率Pbd之和小于负载所消耗电功率Py风力发电机发出的电功率Pg大于蓄电池充电消耗的电功率Pb。； e、模式五，风力发电机发出的电功率Pg与蓄电池所能放出的电功率Pbd之和小于 负载所消耗电功率Py风力发电机发出的电功率Pg小于蓄电池充电消耗的电功率Pb。； (2)检测风力发电机发出的电功率Pg、负载所消耗电功率Pp蓄电池充电消耗的电 功率Pb。以及蓄电池所能放出的电功率Pbd大小； (3)根据步骤(2)中得到的检测值判断风力发电机所处的工作状态模式； (4)根据风力发电机所处的工作状态模式进行控制当处于模式一时，蓄电池充4电电路开启，蓄电池充电，风力发电机通过直流母线向负载供电；当处于模式二时，蓄电池 充电电路和放电电路关闭，风力发电机通过直流母线向负载供电，同时风力发电机的转速 被改变，限制风力发电机发出的电功率，实现电功率平衡；当处于模式三时，蓄电池放电电 路开启，蓄电池和风力发电机通过直流母线同时向负载供电；当处于模式四时，负载供电回 路被切断，蓄电池充电电路开启，蓄电池充电；当处于模式五时，卸荷装置开启，卸除能量。 优选的是，步骤(3)采用贝叶斯决策法对风力发电机所处的工作状态模式进行判 断。 进一步，该判断方法包括以下步骤 A确定样本空间U = "2， "3， "4， "J，其中《j《5)为风力发电系统五个工作状态模式； B确定参量空间r = k"X2，X3，xJ，其中为A代表风力发电机发出的电功率Pg， x2代表负载所消耗电功率x3代表蓄电池充电消耗的电功率Pb。， x4代表蓄电池所能放出的电功率Pbd; C确定每个工作状态模式"j(l《j《5)在时长T内所占的时间比例，即《j《5)，■/=i D确定参量空间r中的具体特征向量x在每个工作状态模式中的条件概率 P(x| "j)，其中《j《5); E计算具体的特征向量x属于每一个工作状态模式的概率 ，》，')"(，)，甘出 ix,.)其中w^ F利用以下基于最小错误率的贝叶斯决策的鉴别方法对具体的特征向量x所属工 作状态模式进行判断如果P("jlx) 二max化("jlxM，，则x属于工作状态模式"」，j = 1，2，......，5。 本专利技术的有益效果是本专利技术通过对离网型风力发电系统的工作状态模式进行划 分，实现对其能量流动方式的有效规划和控制，并能够根据需要提高负载供电的优选度，从 而提高离网型风力发电系统的能量利用效率，提高负载供电可靠性，同时也保证了系统运 行的安全可靠。附图说明 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明 图1为离网型风力发电系统的系统框图； 图2为本专利技术模式一的能量流动示意图； 图3为本专利技术模式二的能量流动示意图； 图4为本专利技术模式三的能量流动示意图； 图5为本专利技术模式四的能量流动示意图； 图6为本专利技术模式五的能量流动示意图。具体实施例方式参照图1至图6，本专利技术的能量管理方法，一般应用于离网型风力发电系统，离网 型风力发电系统包括风力机、风力发电机、泄荷器、蓄电池、负载等，如图1所示，该能量管 理方法包括以下步骤 (1)根据风力发电机发出的电功率Pg、负载所消耗电功率Pp蓄电池充电消耗的电 功率Pb。以及蓄电池所能放出的电功率Pbd将风力发电系统的工作状态分成多种工作状态模 式，所述工作状态模式包括 a、模式一，风力发电机发出的电功率Pg大于负载所消耗电功率Pi与蓄电池充电消 耗的电功率Pb。之和； b、模式二，风力发电机发出的电功率Pg大于负载所消耗电功率&，风力发电机发出的电功率Pg小于负载所消耗电功率^与蓄电池充电消耗的电功率Pb。之和； c、模式三，风力发电机发出的电功率Pg小于负载所消耗电功率&，风力发电机发出的电功率Pg与蓄电池所能放出的电功率Pbd之和大于负载所消耗电功率^ ; d、模式四，风力发电机发出的电功率Pg与蓄电池所能放出的电功率Pbd之和小于负载所消耗电功率Py风力发电机发出的电功率Pg大于蓄电池充电消耗的电功率Pb。； e、模式五，风力发电机发出的电功率Pg与蓄电池所能放出的电功率Pbd之和小于负载所消耗电功率Py风力发电机发出的电功率Pg小于蓄电池充电消耗的电功率Pb。； (2)检测风力发电机发出的电功率Pg、负载所消耗电功率Pp蓄电池充电消耗的电功率Pb。以及蓄电池所能放出的电功率Pbd大小； (3)根据步骤(2)中得到的检测值判断风力发电机所处的工作状态模式，在进行判断时本专利技术优选采用贝叶斯决策法进行判断，该判断方法包括以下步骤 A确定样本空间U = "2， "3， "4， "J，其中《j《5)为风力发电系统五个工作状态模式； B确定参量空间r = k"X2，X3，xJ，其中为A代表风力发电机发出的电功率Pg， x2代表负载所消耗电功率Py x3代表蓄电池充电消耗的电功率Pb。， x4代表蓄电池所能放出的电功率Pbd; C确定每个工作状态模式《j《5)在时长T(例如24小时)内所占的时间比例，即<formula>formula see original document page 6</formula> D确定参量空间r中的具体特征向量x在每个工作状态模式中的条件概率 <formula>formula see origin本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离网型风力发电系统的能量管理方法，其特征在于包括以下步骤：（１）根据风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］、负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］、蓄电池充电消耗的电功率Ｐ↓［ｂｃ］以及蓄电池所能放出的电功率Ｐ↓［ｂｄ］将风力发电系统的工作状态分成多种工作状态模式，所述工作状态模式包括：ａ、模式一，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］大于负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］与蓄电池充电消耗的电功率Ｐ↓［ｂｃ］之和；ｂ、模式二，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］大于负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］小于负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］与蓄电池充电消耗的电功率Ｐ↓［ｂｃ］之和；ｃ、模式三，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］小于负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］与蓄电池所能放出的电功率Ｐ↓［ｂｄ］之和大于负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］；ｄ、模式四，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］与蓄电池所能放出的电功率Ｐ↓［ｂｄ］之和小于负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］大于蓄电池充电消耗的电功率Ｐ↓［ｂｃ］；ｅ、模式五，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］与蓄电池所能放出的电功率Ｐ↓［ｂｄ］之和小于负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］，风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］小于蓄电池充电消耗的电功率Ｐ↓［ｂｃ］；（２）检测风力发电机发出的电功率Ｐ↓［ｇ］、负载所消耗电功率Ｐ↓［ｌ］、蓄电池充电消耗的电功率Ｐ↓［ｂｃ］以及蓄电池所能放出的电功率Ｐ↓［ｂｄ］大小；（３）根据步骤（２）中得到的检测值判断风力发电机所处的工作状态模式；（４）根据风力发电机所处的工作状态模式进行控制：当处于模式一时，蓄电池充电电路开启，蓄电池充电，风力发电机通过直流母线向负载供电；当处于模式二时，蓄电池充电电路和放电电路关闭，风力发电机通过直流母线向负载供电，同时风力发电机的转速被改变，限制风力发电机发出的电功率，实现电功率平衡；当处于模式三时，蓄电池放电电路开启，蓄电池和风力发电机通过直流母线同时向负载供电；当处于模式四时，负载供电回路被切断，蓄电池充电电路开启，蓄电池充电；当处于模式五时，卸荷装置开启，卸除能量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振清，
申请(专利权)人：广东天富风光潮发电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]