風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，通過變壓器與公共電網(wǎng)連接，包括：風(fēng)電機(jī)組；儲能系統(tǒng)，與風(fēng)電機(jī)組連接；風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)，分別與公共電網(wǎng)和風(fēng)電機(jī)組建立通信連接，用于控制風(fēng)電機(jī)組的有功功率P有；儲能監(jiān)控系統(tǒng)，分別與風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)連接，用于控制儲能系統(tǒng)的充電功率和/或放電功率。風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)依據(jù)公共電網(wǎng)的限電額度調(diào)整風(fēng)電機(jī)組的有功功率P有，由儲能監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)有功功率P有控制儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電或放電，保證有功功率+放電功率≤限電額度；或有功功率-充電功率≤限電額度，利用儲能系統(tǒng)吞吐風(fēng)電功率，實(shí)現(xiàn)既能平抑風(fēng)電波動，又能增加入網(wǎng)電量，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控。
【專利說明】風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)電場控制領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。近年來，新興市場的風(fēng)電發(fā)展迅速。在國家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國的風(fēng)電特別是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，已經(jīng)成為全球風(fēng)電最為活躍的場所。
[0003]隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)近年來的快速發(fā)展，目前國內(nèi)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)已經(jīng)趨向成熟，但受風(fēng)的隨機(jī)性和間歇性的影響，風(fēng)電場輸出功率的波動較大，在一定程度上對電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻造成了影響 。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于，提供一種風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，將風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)相結(jié)合，在滿足公共電網(wǎng)限出力指令的前提下，利用儲能系統(tǒng)吞吐風(fēng)電功率，實(shí)現(xiàn)既能平抑風(fēng)電波動，又能增加入網(wǎng)電量，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控。
[0005]風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)通過變壓器與公共電網(wǎng)連接，包括:
[0006]風(fēng)電機(jī)組；
[0007]儲能系統(tǒng)，與風(fēng)電機(jī)組連接；
[0008]風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)，分別與公共電網(wǎng)和風(fēng)電機(jī)組連接，用于控制風(fēng)電機(jī)組的有功功率Pw;
[0009]儲能監(jiān)控系統(tǒng)，分別與風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)連接，用于控制儲能系統(tǒng)的充電功率和/或放電功率。
[0010]由上，風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)依據(jù)公共電網(wǎng)的限電額度調(diào)整風(fēng)電機(jī)組的有功功率pw，由儲能監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)有功功率Pw控制儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電或放電，以保證有功功率P W +放電功率P M≤限電額度P K ;或保證有功功率P w -充電功率PI≤限電額度P R，在滿足公共電網(wǎng)限出力指令的前提下，利用儲能系統(tǒng)吞吐風(fēng)電功率，實(shí)現(xiàn)既能平抑風(fēng)電波動，又能增加入網(wǎng)電量，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控。
[0011]可選的，所述風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)包括:
[0012]第一通信單元，與公共電網(wǎng)通信連接；
[0013]風(fēng)速檢測單元，用于檢測風(fēng)電機(jī)組所處環(huán)境的風(fēng)速；
[0014]功率檢測單元，與風(fēng)電機(jī)組連接，用于檢測風(fēng)電機(jī)組向公共電網(wǎng)傳輸?shù)纳暇W(wǎng)功率；
[0015]第一控制單元，分別與第一通信單元、風(fēng)速檢測單元和功率檢測單元連接，用于輸出控制指令控制風(fēng)電機(jī)組的有功功率Pw。
[0016]可選的，所述儲能監(jiān)控系統(tǒng)包括:
[0017]第二通信單元，與所述第一通信單元通信連接；[0018]SOC檢測單元，與儲能系統(tǒng)連接，用于檢測儲能系統(tǒng)的SOC ；
[0019]第二主控單元，分別與第二通信單元和SOC檢測單元連接，用于控制儲能系統(tǒng)的充電功率和/或放電功率。
[0020]可選的，所述儲能監(jiān)控系統(tǒng)還包括:
[0021]時鐘單元，與所述第二主控單元連接，用于向第二主控單元提供時鐘信息。
[0022]可選的，所述儲能系統(tǒng)包括:
[0023]通信單元，與所述第二通信單元通信連接，用于接收儲能監(jiān)控系統(tǒng)輸出的控制指令；
[0024]電池；
[0025]能量轉(zhuǎn)換單元，與電池連接，依據(jù)控制指令對電池進(jìn)行充電或放電功率轉(zhuǎn)換；
[0026]儲能控制單元，分別與通信單元和能量轉(zhuǎn)換單元連接，將通信單元接收的所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至能量轉(zhuǎn)換單元。
[0027]可選的，所述儲能系統(tǒng)還包括:
[0028]電壓檢測單元，分別與能量轉(zhuǎn)換單元和電池連接，用于檢測能量轉(zhuǎn)換單元和電池的電壓信息；
[0029]電流檢測單元，分別與能量轉(zhuǎn)換單元和電池連接，用于檢測能量轉(zhuǎn)換單元和電池的電流息;
[0030]所述通信單元還與電壓檢測單元和電流檢測單元連接，用于輸出檢測的電壓、電流息。
[0031]由上，可實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的自檢。
[0032]可選的，所述儲能監(jiān)控系統(tǒng)還包括:
[0033]故障檢測單元，通過第二主控單元與第二通信單元連接，用于檢測通過第二通信單元接收，并通過第二主控單元所轉(zhuǎn)發(fā)的所述電壓、電流信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)的原理示意圖；
[0035]圖2為風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)的原理示意圖；
[0036]圖3為儲能監(jiān)控系統(tǒng)的原理示意圖；
[0037]圖4為儲能系統(tǒng)的原理示意圖；
[0038]圖5為風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制的流程圖；
[0039]圖6為充電模式的流程圖；
[0040]圖7為第二放電模式的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本實(shí)用新型所提供的風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，將風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)相結(jié)合，在滿足公共電網(wǎng)限出力指令的前提下，利用儲能系統(tǒng)吞吐風(fēng)電功率，實(shí)現(xiàn)既能平抑風(fēng)電波動，又能增加入網(wǎng)電量，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控。
[0042]風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)如圖1所示，包括:
[0043]風(fēng)電機(jī)組73，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。[0044]公共電網(wǎng)71，由公共電網(wǎng)71下達(dá)風(fēng)電機(jī)組73的限出力指令，限值風(fēng)電機(jī)組73的上網(wǎng)功率P±。
[0045]儲能系統(tǒng)76，與風(fēng)電機(jī)組73連接，依據(jù)儲能監(jiān)控系統(tǒng)75的控制指令進(jìn)行儲能或放倉泛。
[0046]風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72，用于依據(jù)所接收的公共電網(wǎng)71發(fā)出的限出力指令，結(jié)合風(fēng)速控制風(fēng)電機(jī)組73的有功功率P w。
[0047]儲能監(jiān)控系統(tǒng)75，分別與風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72和儲能系統(tǒng)76連接，用于檢測儲能系統(tǒng)76的荷電狀態(tài)(SOC，State Of Charge)，以及通過與風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72的通信，控制儲能系統(tǒng)76進(jìn)行充電或放電，使風(fēng)電機(jī)組73的實(shí)際上網(wǎng)功率1^<限電額度PR。
[0048]其中，所述荷電狀態(tài)是指:蓄電池使用一段時間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值。
[0049]第一變壓器74，連接于風(fēng)電機(jī)組73與公共電網(wǎng)71之間。
[0050]第二變壓器77，連接于儲能系統(tǒng)76與公共電網(wǎng)71之間。
[0051]其中，如圖2所示，風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72包括第一主控單元721，以及與其連接的第一通信單元722、風(fēng)速檢測單元723、功率檢測單元724和第一存儲單元725。
[0052]所述風(fēng)速檢測單元723用于實(shí)時檢測風(fēng)電機(jī)組73所處環(huán)境的風(fēng)速信息。
[0053]功率檢測單元724用于檢測風(fēng)電機(jī)組73所產(chǎn)生的功率。
[0054]第一通信單元7`22分別與公共電網(wǎng)71和后文所述儲能監(jiān)控系統(tǒng)75中的第二通信單元752網(wǎng)絡(luò)連接，接收公共電網(wǎng)71的限出力指令以及儲能監(jiān)控系統(tǒng)75發(fā)出的控制儲能系統(tǒng)76的充(放)電功率，以及向儲能監(jiān)控系統(tǒng)75輸出控制指令。
[0055]第一存儲單元725對公共電網(wǎng)71和/或儲能監(jiān)控系統(tǒng)75所發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，該數(shù)據(jù)包括公共電網(wǎng)71下達(dá)的限電額度P R、儲能監(jiān)控系統(tǒng)75反饋的后文所述電池764的荷電狀態(tài)以及充(放)電功率。
[0056]第一主控單元721用于依據(jù)風(fēng)電機(jī)組73所處環(huán)境的風(fēng)速信息以及電池764的荷電狀態(tài)輸出控制指令調(diào)整風(fēng)電機(jī)組73中各風(fēng)機(jī)的槳距角，以調(diào)整風(fēng)電機(jī)組的有功功率Pw，保證有功功率P w +放電功率P限電額度P R ；或保證有功功率P w -充電功率P限電名頁度P p艮。
[0057]如圖3所示，儲能監(jiān)控系統(tǒng)75包括第二主控單元751，以及分別與第二主控單元751連接的第二通信單元752、故障判斷單元753、SOC檢測單元754、第二存儲單元755和時鐘單元756。
[0058]所述第二通信單元752與第一通信單元722網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收第一通信單元722所輸出的有功功率Pw的功率值以及輸出電池764的SOC以及充(放)電功率的功率值?’另外，第二通信單元752還與后文所述儲能系統(tǒng)76中的通信單元762連接，接收儲能系統(tǒng)76中電池764以及能量轉(zhuǎn)換單元763的故障信息。
[0059]故障檢測單元753通過第二主控單元751與第二通信單元752連接，用于接收所述故障信息并進(jìn)行判斷驗(yàn)證。
[0060]SOC檢測單元754分別與第二主控單元751和后文所述儲能系統(tǒng)76中的電池764連接，用于檢測儲能系統(tǒng)76中電池764的荷電狀態(tài)，并反饋至第二主控單元751。[0061]時鐘單元756用于向第二主控單元751提供時鐘信息。
[0062]第二存儲單元755中存儲有充、放電功率1^和Pat的計(jì)算式，以及進(jìn)行緩存風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72所發(fā)送的有功功率Pw的功率值和限電額度Pr的功率值。
[0063]所述第二主控單元751用于依據(jù)有功功率Pw和限電額度Pr控制儲能系統(tǒng)76進(jìn)行充電或放電，并計(jì)算最優(yōu)充電功率P$或計(jì)算最優(yōu)放電功率P&，以控制電池764進(jìn)行相應(yīng)的充放電功率；所述第二主控單元751還用于依據(jù)是否接收限電額度PR，輸出控制指令，通過能量轉(zhuǎn)換單元763控制電池764的放電模式(后文所述第一或第二放電模式)。
[0064]本實(shí)施例中，第一主控單元721和第二主控單元751的功能可通過型號為IPC-810B或型號為RPPC-6084S的工控機(jī)實(shí)現(xiàn)。
[0065]如圖4所示，儲能系統(tǒng)76中包括依次連接的通信單元762、儲能控制模塊761、能量轉(zhuǎn)換單元763和電池764。所述能控制模塊761用于依據(jù)通信單元762所接收的最優(yōu)充(放)電功率控制指令控制能量轉(zhuǎn)換單元763對電池764進(jìn)行充、放電功率轉(zhuǎn)換。
[0066]另外，還包括分別與能量轉(zhuǎn)換單兀763 (PCS, Power Conversion System)和電池764連接的電壓檢測單元、電流檢測單元(未圖示)，用于檢測能量轉(zhuǎn)換單元763和電池764的工作參數(shù)。
[0067]風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)的工作流程如圖5所示，包括:
[0068]步驟10:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75判斷儲能系統(tǒng)76是否故障。當(dāng)無故障時，方可進(jìn)入步驟12，否則進(jìn)入步驟11。
[0069]儲能系統(tǒng)76中的 電壓檢測單元和電流檢測單元分別檢測能量轉(zhuǎn)換單元763和電池764的工作電壓以及工作電流，判斷裝置是否出現(xiàn)過載以及短路等故障，并生成故障信
肩、O
[0070]步驟11:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75進(jìn)行故障報(bào)警，并返回步驟10。
[0071]當(dāng)進(jìn)行故障報(bào)警以提示相關(guān)工作人員對儲能系統(tǒng)進(jìn)行檢修，儲能監(jiān)控系統(tǒng)75返回步驟10繼續(xù)檢測，以確定故障是否清除。
[0072]步驟12:風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72判斷風(fēng)電機(jī)組73是否接收公共電網(wǎng)71發(fā)出的限出力指令。
[0073]風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72通過第一通信單元722與公共電網(wǎng)71進(jìn)行通信，當(dāng)公共電網(wǎng)71下達(dá)限出力指令時，進(jìn)入步驟15 ;否則進(jìn)入步驟13。
[0074]步驟13:檢測電池764的SOC。
[0075]儲能監(jiān)控系統(tǒng)75中的SOC檢測單元754檢測電池764的S0C，第二主控單元751依據(jù)第二存儲單元755中所存儲的S0C±pjP SOC進(jìn)行判斷，當(dāng)50(^_〈50(:〈50(:±_時，表示所述電池764適于電量輸出，隨即進(jìn)入步驟14 ；
[0076]反之則進(jìn)入步驟16，儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制儲能系統(tǒng)76待機(jī)。即能量轉(zhuǎn)換單元763和電池764停止工作。本實(shí)施例中，所述SOCtrS 10%，SOC上限為90%。
[0077]步驟14:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制電池764進(jìn)入第一放電模式。
[0078]第一主控單元721將功率檢測單元724檢測的風(fēng)電機(jī)組73所產(chǎn)生的有功功率Pw，通過第一通信單元722傳輸至儲能監(jiān)控系統(tǒng)75，由第二主控單元751判斷判斷有功功率P w與閾值功率P ?的大小。
[0079]若有功功率Pw大于閾值功率P_時，第二主控單元751根據(jù)有功功率Pw的下降率調(diào)整電池764的放電功率，以平滑風(fēng)電的功率波動，同時實(shí)現(xiàn)將電池系統(tǒng)的電量反饋回公共電網(wǎng)71，該閾值功率Pw為一統(tǒng)計(jì)值，即不同風(fēng)速所對應(yīng)的不同的安全限電額度。當(dāng)有功功率Pw超過閾值功率PwW，引起公共電網(wǎng)71限電的可能性較大。
[0080]若有功功率Pw小于閾值功率Pw時，向第二主控單元751輸出反饋信息，由第二主控單元751控制調(diào)整電池764以一恒定功率進(jìn)行放電。其目的在于，盡快將電池764儲存的電量送回公共電網(wǎng)71。
[0081]步驟15:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75判斷電池764的荷電狀態(tài)。
[0082]SOC檢測單元754檢測電池764的荷電狀態(tài)，當(dāng)電池764的荷電狀態(tài)高于S0C±R時，表示電池的荷電狀態(tài)充足，則不需充電，進(jìn)入步驟16 ；反之電池764的荷電狀態(tài)低于SOC上限時，進(jìn)入步驟I7。
[0083]步驟16:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制儲能系統(tǒng)76待機(jī)。
[0084]第二主控單元751輸出控制指令控制儲能系統(tǒng)75待機(jī)，風(fēng)電機(jī)組73所產(chǎn)生的有功功率Pw作為上網(wǎng)功率P
[0085]步驟17:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制儲能系統(tǒng)76進(jìn)入充電模式。如圖6所示，步驟17包括:
[0086]步驟171:第二主控單元751計(jì)算最優(yōu)充電功率，具體步驟包括:
[0087]步驟1711:計(jì)算充電功率期望值Pl。
[0088]依據(jù)電池儲能上限S0C±R、當(dāng)前儲能電池的待充電量SOC待充、當(dāng)前電量SOC以及剩余限電時長計(jì)算出充電功率期望值P1，其中，SOC1^= (SOC-SOC)*電池總?cè)萘?；Pl=SOC待充/T剩余。所述計(jì)`算式以及電池儲能上限SOC存儲于第二存儲單元755中。
[0089]剩余有效限電時長1\3^依據(jù)當(dāng)前的風(fēng)速，參考?xì)v史限電額度，限電時長等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合本次已持續(xù)的有效限電時長估算而得。
[0090]步驟1712:計(jì)算儲能系統(tǒng)容許儲能功率P2。
[0091]所述儲能系統(tǒng)的容許儲能功率P2由有功功率Pw與限電額度Pr的差值|P|、電池764的充電功率限制值、以及所述能量轉(zhuǎn)換單元763的充電轉(zhuǎn)換功率限制值所決定的，三者中的最小值即為儲能系統(tǒng)容許儲能功率P2。
[0092]步驟1713:比較充電功率期望值Pl與儲能系統(tǒng)容許儲能功率P2的大小。
[0093]其中，當(dāng)P1>P2時，進(jìn)入步驟1714，第二主控單元751以P2計(jì)算儲能監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算充電功率Ps ;當(dāng)P1〈P2時，進(jìn)入步驟1715，以P1、P2兩數(shù)值計(jì)算充電功率
[0094]步驟1714:第二主控單元751以P2計(jì)算充電功率P&
[0095]由于充電功率期望值Pl大于儲能系統(tǒng)容許儲能功率P2，因此需以儲能系統(tǒng)容許儲能功率P2進(jìn)行計(jì)算，并且保證充電功率留有一定余量，以避免電池?fù)p壞，因此=0.8*P2。
[0096]步驟1715:第二主控單元751以PU P2計(jì)算充電功率P充。
[0097]當(dāng)充電功率期望值Pl小于儲能系統(tǒng)容許儲能功率P2時，選取盡可能大的充電功率，以便盡快將電池764的電量充滿，提高其利用率，因此Pf0.6* (P2-P1) +P1。
[0098]步驟172:風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組的有功功率Pw =P充+P
限0
[0099]風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72中第一主控單元721結(jié)合當(dāng)前風(fēng)速，將Pw=P^e+Pr作為執(zhí)行參考指令，調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組73中各風(fēng)機(jī)的槳距角使所有風(fēng)機(jī)出力之和等于Pw。儲能監(jiān)控系統(tǒng)75中第二主控單元751控制電池764以1^進(jìn)行充電，而上傳至公共電網(wǎng)71的實(shí)際上網(wǎng)功率1^±小于等于限電額度PR，滿足公共電網(wǎng)71的要求。本步驟中，由于風(fēng)電機(jī)組73所產(chǎn)生的有功功率Pw大于限電額度P R,由此實(shí)際上網(wǎng)功率Pi=Pw-P^
[0100]步驟173:風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72判斷是否達(dá)到調(diào)節(jié)極限。
[0101]風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)72中第一通信單元722接收風(fēng)電機(jī)組73中各風(fēng)機(jī)的槳距角度數(shù)，若未達(dá)到0°，則第一主控單元721繼續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，即返回步驟172形成閉環(huán)調(diào)節(jié)，以滿足實(shí)際上網(wǎng)功率P ± =P有-P充，同時滿足實(shí)際上網(wǎng)功率P上≤限電額度P p艮。
[0102]若各風(fēng)機(jī)的槳距角均達(dá)到0°，則表示調(diào)節(jié)能力達(dá)到極限，即所有風(fēng)機(jī)均為滿額功率輸出，進(jìn)入步驟174。
[0103]步驟174:檢測實(shí)際上網(wǎng)功率P±與限電額度Pr的大小。
[0104]經(jīng)過步驟172的調(diào)整，在所有風(fēng)機(jī)均為正常功率輸出的情況下，功率檢測單元724檢測實(shí)際上網(wǎng)功率P±，由第一主控單元721判斷實(shí)際上網(wǎng)功率P±與限電額度匕^的大小，其目的在于，若實(shí)際上網(wǎng)功率P限電額度P R，則表示有功功率調(diào)節(jié)仍然有空間，且向儲能系統(tǒng)76充電的功率仍然可以提高，由此，則返回步驟172，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)回路。
[0105]反之，若各風(fēng)機(jī)的槳距角均達(dá)到0°，且實(shí)際上網(wǎng)功率P±〈限電額度PR，則表示調(diào)節(jié)能力達(dá)到極限時，當(dāng)前風(fēng)速逐漸減小，所產(chǎn)生的有功功率Prt可能小于限電額度Pr，進(jìn)入步驟175。
[0106]步驟175:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制逐漸減小至0，確認(rèn)風(fēng)量死區(qū)。
[0107]風(fēng)速減小后，所產(chǎn)生的有功功率Pw自然下降，當(dāng)無法滿足限電額度Pr時，需儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制減小對儲能系統(tǒng)76的充電功率Pp再次檢測實(shí)際上網(wǎng)功率P ±與限電額度Pr的大小，若實(shí)際上網(wǎng)功率P±仍然小于限電額度PR，則進(jìn)一步減小對儲能系統(tǒng)76的充電功率，直至PfO。本步驟中，由于風(fēng)力減小，且將逐漸減小至O。此步驟中，實(shí)際上網(wǎng)功率P上=P有-P充，當(dāng)充電功率P充減小至O時，實(shí)際上網(wǎng)功率P ± =有功功率P有。
[0108]由于風(fēng)力減小導(dǎo)致上網(wǎng)功率P±無法滿足限電額度PR，則記錄風(fēng)力減小時刻至上網(wǎng)功率限電額度1^的持續(xù)時間，以及風(fēng)量之間的線性關(guān)系式。通過積累便可確認(rèn)風(fēng)量死區(qū)，再次出現(xiàn)風(fēng)量死區(qū)時便可直接確認(rèn)上網(wǎng)功率P±無法滿足限電額度Pr，進(jìn)行報(bào)警，并進(jìn)入步驟18。確認(rèn)風(fēng)量死區(qū)的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)風(fēng)速無法滿足限電額度Pr時，避免控制風(fēng)電機(jī)組73和儲能系統(tǒng)76頻繁開啟，導(dǎo)致?lián)p壞。
[0109]步驟176::判斷儲能系統(tǒng)76充電是否完成。
[0110]若風(fēng)力進(jìn)一步減小，則上網(wǎng)功率P±無法滿足限電額度PR，此時可以使儲能系統(tǒng)76放電，以使上網(wǎng)功率1^±等于限電額度PR。這就需要判斷儲能系統(tǒng)中電池764是否符合放電要求(即10%〈S0C)，若符合放電要求，進(jìn)入步驟177 ;若不符合放電要求，則進(jìn)入步驟178。
[0111]步驟177:退出儲能系統(tǒng)充電程序，儲能系統(tǒng)76進(jìn)入第二放電模式。
[0112]當(dāng)電池764符合放電要求，且風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際上網(wǎng)功率？±無法滿足限電額度Pr時，進(jìn)入第二放電模式(即步驟18)，通過儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制儲能系統(tǒng)76放電，以保證實(shí)際上網(wǎng)功率P±滿足限電額度P ^的要求。
[0113]步驟178:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制儲能系統(tǒng)76待機(jī)。
[0114]步驟18:儲能監(jiān)控系統(tǒng)75控制電池764進(jìn)入第二放電模式。[0115]第二放電模式的最佳情況為滿足上網(wǎng)功率P±等于限電額度PR，如圖7所示，第二放電模式包括:
[0116]步驟181:第二主控單元751計(jì)算最優(yōu)放電功率Pat，放電過程中，需滿足實(shí)際上網(wǎng)功率P ± =P有+P放。
[0117]依據(jù)剩余有效限電間隔時長T_、電池放電下限S0CTR、電池的待放電量SOC待放，以及當(dāng)前電量SOC計(jì)算出放電功率期望值P3，其中，SOClfat= (SOC-SOCtr)*電池總?cè)萘浚籔3=S0C 待放
[0118]剩余有效限電間隔時長1\_依據(jù)當(dāng)前的風(fēng)速，參考?xì)v史同期在相同功率差值時限電時長的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)量減小所持續(xù)的時間Ta/>估算而得。
[0119]步驟1812:計(jì)算儲能系統(tǒng)76容許放電功率P4。
[0120]所述儲能系統(tǒng)76的容許放電功率P4由有功功率Pw與限電額度P限的差值|P|、電池764的放電功率限制值、以及所述能量轉(zhuǎn)換單元763的放電轉(zhuǎn)換功率限制值所決定的，三者中的最小值即為儲能系統(tǒng)容許放電功率P4。
[0121]步驟1813:放電功率期望值P3與儲能系統(tǒng)容許放電功率P4的大小。
[0122]其中，當(dāng)P3>P4時，進(jìn)入步驟1814，以P4計(jì)算儲能監(jiān)控系統(tǒng)75計(jì)算放電功率P放；
[0123]當(dāng)P3〈P4時，進(jìn)入步驟1815，以P3、P4兩數(shù)值計(jì)算電池764的放電功率
[0124]步驟1814:以P4計(jì)算放電功率P放。
[0125]由于放電功率期望值P3大于儲能系統(tǒng)76容許放電功率P4，因此需以儲能系統(tǒng)76容許放電功率P4進(jìn)行計(jì)算，并且保證放電功率留有一定余量，以避免電池電量耗凈而損壞，Pjft=0.8*P4。
[0126]步驟1815:以P3、P4計(jì)算放電功率P放。
[0127]當(dāng)放電功率期望值P3小于儲能系統(tǒng)76容許放電功率P4時，選取盡可能大的放電功率，以便盡快將儲能系統(tǒng)中電池764電量輸出，提高其電量循環(huán)利用率，為下次儲能準(zhǔn)備，P放=0.6* (P4-P3)+P3。
[0128]步驟182:判斷電池764的荷電狀態(tài)。
[0129]當(dāng)SOC檢測單元754檢測電池764的荷電狀態(tài)低于SOCwtt (接近于零)時，進(jìn)入步驟183 ;反之，當(dāng)儲能系統(tǒng)76中電池764的荷電狀態(tài)高于S0C_，則返回步驟181。相同的，SOC瞧為5%。
[0130]步驟183:儲能系統(tǒng)76待機(jī)。
[0131 ] 所述儲能系統(tǒng)76是指能量轉(zhuǎn)換單元763以及電池764停止工作。
[0132] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。換言之，可以在不脫離本實(shí)用新型主旨精神的范圍內(nèi)對上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?br> 【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，通過變壓器與公共電網(wǎng)連接，其特征在于，包括: 風(fēng)電機(jī)組； 儲能系統(tǒng)，與風(fēng)電機(jī)組連接； 風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)，包括: 第一通信單元，與公共電網(wǎng)連接； 風(fēng)速檢測單元，用于檢測風(fēng)電機(jī)組所處環(huán)境的風(fēng)速； 功率檢測單元，與風(fēng)電機(jī)組連接，用于檢測風(fēng)電機(jī)組向公共電網(wǎng)傳輸?shù)纳暇W(wǎng)功率；第一控制單元，分別與第一通信單元、風(fēng)速檢測單元和功率檢測單元連接，用于輸出控制指令控制風(fēng)電機(jī)組的有功功率P有； 儲能監(jiān)控系統(tǒng)，包括:第二通信單元，與風(fēng)電場場級有功功率控制系統(tǒng)中第一通信單元通信連接連接； SOC檢測單元，和儲能系統(tǒng)連接，用于檢測儲能系統(tǒng)的SOC ； 第二主控單元，分別與第二通信單元和SOC檢測單元連接，用于控制儲能系統(tǒng)的充電功率和/或放電功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能監(jiān)控系統(tǒng)還包括: 時鐘單元，與所述第二主控單元連接，用于向第二主控單元提供時鐘信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能系統(tǒng)包括: 通信單元，與所述第二通信單元通信連接，用于接收儲能監(jiān)控系統(tǒng)輸出的控制指令； 電池； 能量轉(zhuǎn)換單元，與電池連接，依據(jù)控制指令對電池進(jìn)行充電或放電功率轉(zhuǎn)換； 儲能控制單元，分別與通信單元和能量轉(zhuǎn)換單元連接，將通信單元接收的所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至能量轉(zhuǎn)換單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能系統(tǒng)還包括: 電壓檢測單元，分別與能量轉(zhuǎn)換單元和電池連接，用于檢測能量轉(zhuǎn)換單元和電池的電壓信息； 電流檢測單元，分別與能量轉(zhuǎn)換單元和電池連接，用于檢測能量轉(zhuǎn)換單元和電池的電流息; 所述通信單元還與電壓檢測單元和電流檢測單元連接，用于輸出檢測的電壓、電流信肩、O
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)電場上網(wǎng)電量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能監(jiān)控系統(tǒng)還包括: 故障檢測單元，通過第二主控單元與第二通信單元連接，用于檢測通過第二通信單元接收，并通過第二主控單元所轉(zhuǎn)發(fā)的所述電壓、電流信息。
【文檔編號】H02J3/32GK203406621SQ201320257694
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】范曉旭, 張寶全, 吳金城, 胡澤春, 丁華杰 申請人:龍?jiān)措娏瘓F(tuán)股份有限公司