基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置及方法，属于风力发电领域。包括：将飞轮储能装置接入风力发电系统的直流母线，通过检测风力发电机的输出电能、逆变器的并网电能，调节飞轮储能电机的转速，并且配合卸荷箱的使用，实现风力发电过程中的电能管理，控制逆变器并网电能的平稳，防止并网电能突变对电网或设备的冲击。引入储能装置能够最大程度地减少对卸荷箱的使用，从而减少了电能在卸荷箱上的损耗，减少电能的浪费。在实现风力发电过程中电能管理功能的基础之上，与蓄电池系统相比，飞轮储能装置运行寿命长，对环境无污染，且能够可靠实现对大功率电能的充放电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电领域，特别是一种。
技术介绍
目前风力发电供电系统运行过程中并网逆变器通过直流电压外环控制将风力发电的电能输送到电网，当风能突变时，逆变器会跟随这样的变化将电能最大可能地并入电网。由于风能的突变性强，引起并网电能的突变，这样的突变将对电网或设备造成冲击。当并网逆变器不能完全跟随风能的变化或者由于风能过大导致逆变器满负荷时，多余的能量将通过卸荷器浪费掉。现有技术中，有采用蓄电池或者飞轮作为储能装置，当风力发电系统能量充足的 时，将多余的电力储存到储能装置中；当风力发电系统能量不足或无法发电时，储能装置提供电力补给逆变器。采用蓄电池作为储能装置时，充放电速度慢，多余的能量通过卸荷器浪费掉，并且蓄电池寿命短。采用飞轮作为储能装置时，更多关注的是将多余的能量存储在飞轮上，实现风力发电电能一定的调节，并不能防止风电的突变对电网或设备的冲击。因此将飞轮储能系统引入到风力发电系统时，问题集中于风力发电电能、并网逆变器输出电能和飞轮储能能量之间的管理与优化，以及减少电能在卸荷器上消耗，提高电能输出等方面。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，在原风力发电系统基础上，提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置，包括风力发电机直流母线，及分别与风力发电机直流母线相连的逆变器、卸荷IGBT和IGBT模块，其特征在于所述IGBT模块分别连接飞轮系统和DSP控制器，所述DSP控制器分别连接风力发电机直流母线、逆变器、飞轮系统和卸荷IGBT。2.按照权利要求I所述的基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置，其特征在于，所述DSP控制器通过第一电压电流检测电路(I)与风力发电机直流母线连接。3.按照权利要求I所述的基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置，其特征在于，所述DSP控制器通过第二电压电流检测电路(2 )与逆变器连接。4.按照权利要求I所述的基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置，其特征在于，所述DSP控制器分别通过第三电压电流检测电路(3)和第一功率驱动隔离电路(I )与IGBT模块连接。5.按照权利要求I所述的基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置，其特征在于，所述DSP控制器通过第二功率驱动隔离电路(II)与卸荷IGBT连接。6.按照权利要求5所述的基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置，其特征在于，所述卸荷IGBT连接有卸荷电阻箱。7.按照权利要求I所述的基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置，其特征在于，所述飞轮系统设置为高速永磁电机。8.基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能方法，其特征在于，该方法包括下述步骤 I、电能管理部分 a、通过电压电流检测电路(2)检测并网逆变器并网的电压值V2、电流值12，实时监控逆变器并入电网电能E2及E2的增量AE，AE为正值，AE为增加量的参考值为AE。，AE为减少量的参考值为AE1 ； b、当该电能在单位时间内电能减少量AE大于规定的增量AE1时，进入下述步骤；否则进入c步 ①通过位置与速度检测电路得到飞轮的转速n、电机位置e，当n大于飞轮额定安全运行速度下限Nmin时，进入第②步，否则进入储能部分； ②将AE与AEii差作为误差量，进行PID控制，计算出飞轮参考转速NI，进入第③I K少; ③通过电压电流检测电路(3)获得IGBT模块的电压V3与电流13； ④根据参考转速NI，电机转速n，IGBT模块电流13，以及电机位置0对IGBT模块进行SVPWM调节，控制器控制IGBT模块工作在可控整流状态，调节降低飞轮的转速，向母线回馈电能，然后进入储能部分； C、当该电能在单位时间内电能增加量AE大于规定的增量AEtl时，进入下述步骤；否则进入c步； ①通过位置与速度检测电路得到飞轮的转速n、电机位...

【专利技术属性】
技术研发人员：田占元，王苏健，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：