应用储能系统的风电机场系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种应用储能系统的风电机场系统及其控制方法，包括：风电机组群、风电场监控系统、储能系统、储能监控系统及联合控制系统；所述联合控制系统连接所述电网、风电场监控系统及储能监控系统，用于通过风电场监控系统及储能监控系统读取风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态，并根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态来确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。使得风电机组群的输入电网的功率更加平滑，满足国家并网需求。同时本发明专利技术实施例还提供了一种新型的风电机场系统的控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电技术，尤其涉及一种。
技术介绍
风能作为一种清洁环保的可再生能源，越来越受到全世界的重视，同时，风能也是一种不稳定的能源，自然风的速度和方向是随机变化的，如何使风力发电机的输出功率稳定，是风力发电技术的一个重要课题。近年来，中国的并网风电技术迅速发展，图1为现有技术中风电机组拓扑结构示意图，如图1所示,风电场监控系统101用于监测风电机组群102(Wind Turbine GeneratorSystem, WTGS)的电能性能，如电压、电流、输出功率等，并控制风电机组群102通过汇流点103将电能输送到电网104。但是风电机组的功率受风速的影响很大。风能的随机性和间歇性造成风电机组群102输出功率的波动，导致风电机组群102自身难以向电网104提供稳定的电能输出，从而容易引起电网104电压和功率波动等问题，同时，在风力发电机组输出功率大于电网实际用电负荷时，发生弃风现象，造成风能利用系数较低。同时又因为风电机组群102输出功率的波动，所以风电机组群102会带来无功电压控制和电能质量问题，这样一来就对风电系统提出了更高的要求，例如对电网104的调频、调峰，以及电网104长距离送电的技术要求加大，同时也降低了电能的直接利用率。
技术实现思路
本专利技术为解决现有风机发电输出功率的短期波动问题，改善电能质量和并网稳定性，提供了 一种风电机场系统。本专利技术实施例提供的一种风电机场系统，包括:风电机组群、风电场监控系统、储能系统、储能监控系统及联合控制系统；所述储能系统的输入端连接到所述风电机组群的输出端，用于存储所述风电机组群的电能；所述储能系统的输出端与所述风电机组群的输出端通过汇流点连接到电网，用于共同为所述电网供电；所述风电场监控系统连接所述风电机组群，用于监控所述风电机组群的工作状态；所述储能监控系统连接所述储能系统，用于监控所述储能系统的工作状态；所述联合控制系统连接所述电网、风电场监控系统及储能监控系统，用于读取所述电网发送的供电调度指令，读取风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态，并根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。作为上述技术方案的优选，所述联合控制系统包括:第一读取模块，与所述电网连接，用于读取所述电网发送的供电调度指令；第二读取模块，与所述风电场监控系统连接，用于读取所述风电机组群的工作状态；第三读取模块，与所述储能监控系统连接，用于读取所述储能系统的工作状态；控制模块，根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。作为上述技术方案的优选，所述风电机场系统还包括:风能功率预测模块，与所述联合控制系统连接，所述风能功率预测模块用于预测所述风电机组群的预期风速，并根据所述风速计算风电机组群的发电参数；所述联合控制系统还包括:第四读取模块，与所述风能功率预测模块连接，用于读取所述发电参数；所述控制模块具体用于，根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态、储能系统的工作状态及所述风电机组群的发电参数确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。作为上述技术方案的优选，所述储能系统包括功率型储能设备和能量型储能设备的组合或功率能量结合型储能设备；所述功率型储能设备和能量型储能设备的组合中所述功率型储能设备，用于当风电机组群的输出功率波动频率大于或等于所述第一阈值时，对风电机组群的输出电能的存储或向电网释放电能，平滑所述风电机组群向所述电网释放功率的波动；所述能量型储能设备，用于当风电机组群的输出功率波动频率小于所述第一阈值时，对风电机组群的输出电能的存储或向电网释放电能，大容量储蓄或释放电能，提高风能利用系数。作为上述技术方案的优选，所述功率型储能设备包括:超级电容储能单元、飞轮储能单元及超导储能单元中的一种或多种。作为上述技术方案的优选，所述能量型储能设备包括:蓄水储能单元和/或压缩空气储能单元。作为上述技术方案的优选，所述功率能量结合型储能设备包括:硫化钠Na2S电池和/或锂离子电池。本专利技术实施例还提供了一种上述的风电机场系统的控制方法，包括:控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。作为上述技术方案的优选，所述控制所述储能系统存储或释放电能具体为:读取供电调度指令，读取风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态，并根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能。作为上述技术方案的优选，所述方法还包括，预测所述风电机组群的预期风速，并根据所述风速计算风电机组群的发电参数；读取所述发电参数；所述控制所述储能系统存储或释放电能进一步为:根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态、储能系统的工作状态及所述风电机组群的发电参数确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能。本专利技术提供了一种风电机场系统，包括:风电机组群、风电场监控系统、储能系统、储能监控系统及联合控制系统；所述联合控制系统连接所述电网、风电场监控系统及储能监控系统，用于读取风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态，并根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态来确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率，使得风电机组群的输入电网的功率更加平滑，满足国家并网需求。同时本专利技术实施例还提供了一种风电机场系统的控制方法。【附图说明】图1为现有技术中风电机组拓扑结构示意图；图2为本专利技术实施例风电机场系统的拓扑结构示意图；图3为本专利技术实施例风电机场系统的并网示意图；图4为本专利技术实施例风电机场系统的控制方法的流程示意图。【具体实施方式】图2为本专利技术实施例风电机场系统拓扑结构示意图，结合图2所示，本专利技术实施例提供了一种风电机场系统，包括:风电机组群102、风电场监控系统101、储能系统202、储能监控系统201及联合控制系统203 ;储能系统202的输入端连接到风电机组群102的输出端，用于存储风电机组群102的电能；储能系统202的输出端与风电机组群102的输出端通过汇流点103连接到电网104，用于共同为电网104供电；风电场监控系统101连接风电机组群102，用于监控风电机组群102的工作状态；储能监控系统201连接储能系统202，用于监控储能系统202的工作状态；联合控制系统203连接电网104，风电场监控系统101及储能监控系统201，用于读取电网104发送的供电调度指令，读取风电机组群102的工作状态及储能系统202的工作状态，并根据供电调度指令，读取风电机组群102的工作状态及储能系统202的工作状态确定通过储能监控系统201控制储能系统202存储或释本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用储能系统的风电机场系统，其特征在于，包括：风电机组群、风电场监控系统、储能系统、储能监控系统及联合控制系统；所述储能系统的输入端连接到所述风电机组群的输出端，用于存储所述风电机组群的电能；所述储能系统的输出端与所述风电机组群的输出端通过汇流点连接到电网，用于共同为所述电网供电；所述风电场监控系统连接所述风电机组群，用于监控所述风电机组群的工作状态；所述储能监控系统连接所述储能系统，用于监控所述储能系统的工作状态；所述联合控制系统连接所述电网、风电场监控系统及储能监控系统，用于读取所述电网发送的供电调度指令，读取风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态，并根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。

【技术特征摘要】
1.一种应用储能系统的风电机场系统，其特征在于，包括:风电机组群、风电场监控系统、储能系统、储能监控系统及联合控制系统； 所述储能系统的输入端连接到所述风电机组群的输出端，用于存储所述风电机组群的电能；所述储能系统的输出端与所述风电机组群的输出端通过汇流点连接到电网，用于共同为所述电网供电； 所述风电场监控系统连接所述风电机组群，用于监控所述风电机组群的工作状态；所述储能监控系统连接所述储能系统，用于监控所述储能系统的工作状态； 所述联合控制系统连接所述电网、风电场监控系统及储能监控系统，用于读取所述电网发送的供电调度指令，读取风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态，并根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。2.根据权利要求1所述的风电机场系统，其特征在于，所述联合控制系统包括: 第一读取模块，与所述电网连接，用于读取所述电网发送的供电调度指令； 第二读取模块，与所述风电场监控系统连接，用于读取所述风电机组群的工作状态； 第三读取模块，与所述储能监控系统连接，用于读取所述储能系统的工作状态； 控制模块，根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态及储能系统的工作状态确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述风电机组群的输出功率，使所述汇聚点处的输出功率满足所述电网的供电功率。3.根据权利要求1或2所述的风电机场系统，其特征在于，所述风电机场系统还包括:风能功率预测模块，与所`述联合控制系统连接，所述风能功率预测模块用于预测所述风电机组群的预期风速，并根据所述风速计算风电机组群的发电参数； 所述联合控制系统还包括: 第四读取模块，与所述风能功率预测模块连接，用于读取所述发电参数； 所述控制模块具体用于，根据所述供电调度指令、风电机组群的工作状态、储能系统的工作状态及所述风电机组群的发电参数确定通过所述储能监控系统控制所述储能系统存储或释放电能，以补偿所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆奎，苏丽营，温南楠，辛理夫，袁瑛，
申请(专利权)人：华锐风电科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：