一种提高风力发电能效的储能控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种提高风力发电能效的储能控制系统，属于风力发电技术领域。


背景技术：

2.随着国民经济的发展，国内用电需求日益增长，电力供应日趋紧张，供电稳定性受到挑战。风力发电作为一种可再生能源发电形式，受到人们的高度关注。其原理是利用风力发电机组将风能转化为电能的一种发电形式。
3.当前风力发电储能控制系统，包括风力发电机、整流器、逆变器、直流控制器、双向储能变流器、交流负载、交流电网和储能设备。当前风力发电储能控制系统工作方式有如下两种，两种工作方式如图1所示：
4.方式1：风力发电电流经整流器整流，经过逆变器输出合格的交流电后并入电网，也可以经逆变器逆变之后流入双向储能变流器，转化为适合的充电电流给储能设备充电；
5.方式2：风力发电电流经整流器整流后，流过直流控制器，转化为可以直接给储能设备供电的充电电流，给储能设备供电；还可以通过储能设备流入电网或，直接给交流负载供电。
6.两种工作方式存在的问题分析如下：
7.离网工况且无需要供电的交流负载时，方式1仅能通过双向储能变流器输出直流电储存风能到储能设备中，与方式2相比增加了双向储能变流器的转换，风力发电能效有所降低；
8.储能设备充电完成后，方式2只能经双向储能变流器转换，输出交流电并入电网给交流负载供电，与方式1相比增加了双向储能变流器转换电路的流通，风力发电能效有所降低。


技术实现要素：

9.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种提高风力发电能效的储能控制系统。
10.为达到上述目的，本实用新型提供一种提高风力发电能效的储能控制系统，包括风力发电机、整流器、转换开关和逆变器，风力发电机和整流器连接，整流器和转换开关连接，转换开关为以下两种工作方式之一：
11.工作方式1下转换开关一端连接逆变器；
12.工作方式2下转换开关另一端和直流控制器连接。
13.优先地，包括交流电网，逆变器连接交流电网，用于转换开关接通逆变器后给交流电网供电。
14.优先地，包括双向储能变流器，逆变器和直流控制器均连接双向储能变流器，用于转换开关接通逆变器或直流控制器后给双向储能变流器供电。
15.优先地，包括储能设备，直流控制器连接储能设备，用于转换开关接通直流控制器后给储能设备供电。
16.优先地，包括交流负载，逆变器连接交流负载，用于转换开关接通逆变器后给交流负载供电。
17.优先地，转换开关为双向转换开关。
18.优先地，在储能设备充电达到设定电量后，才能通过转换开关切换到工作方式1。
19.优先地，在离网且无交流负载时，才能通过转换开关切换工作方式2。
20.本实用新型所达到的有益效果：
21.本实用新型引入了转换开关，风力发电机发电后电流经整流期后通过双向转换开关，根据实际工况选择工作方式1或者工作方式2。在离网且交流负载不存在的工况时，转换开关切换到直接与直流控制器连接，在离网且无交流负载时切换到工作方式式2，将风能储存到储能设备中，无需流过双向储能变流器；在储能设备充满电工况时，转换开关切换位置，直接与逆变器连接，在储能设备充电达到设定电量后切换到工作方式1，经逆变器直接并入电网或直接参与给交流负载的供电，无需经过双向储能变流器；由此可见，本实用新型有效提高了风力发电的能效。
附图说明
22.图1 为现有风力发电储能系统工作方式拓扑图；
23.图2为本实用新型的工作方式拓扑图。
具体实施方式
24.以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
25.需要说明，若本实用新型实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.一种提高风力发电能效的储能控制系统，包括风力发电机、整流器、转换开关、逆变器、直流控制器、交流电网、双向储能变流器和储能设备；
27.所述风力发电机连接整流器，所述整流器连接转换开关，所述转换开关分别连接逆变器、直流控制器，所述逆变器分别连接交流电网、双向储能变流器和交流负载，所述直流控制器分别连接所述双向储能变流器及所述储能设备；
28.实用新型所述工作方式如图2所示，风力发电机所发电流经整流器后，流经转换开关，由转换开关根据实际的工况确定采用工作方式1或工作方式2；
29.离网工况且无需要供电的交流负载时，采用工作方式2，转换开关与直流控制器直接连接，将风能经整流器和直流控制器直流变换之后直接存储到储能设备中，无需流过双向储能变流器；
30.储能装置电能完成时，采用工作方式1，转换开关切换到逆变器，此时风能直接并入交流电网并能给交流负载供电，无需流过双向储能变流器；所以本实用新型提高了风力发电的能效。
31.风力发电机、整流器、转换开关、逆变器、直流控制器、交流电网、双向储能变流器和储能设备上述部件在现有技术中可采用的型号很多，本领域技术人员可根据实际需求选用合适的型号，本实施例不再一一举例。
32.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，包括风力发电机、整流器、转换开关、逆变器和直流控制器，风力发电机和整流器连接，整流器和转换开关连接，转换开关为以下两种工作方式之一：工作方式1下转换开关一端连接逆变器；工作方式2下转换开关另一端和直流控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，包括交流电网，逆变器连接交流电网，用于转换开关接通逆变器后给交流电网供电。3.根据权利要求1所述的一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，包括双向储能变流器，逆变器和直流控制器均连接双向储能变流器，用于转换开关接通逆变器或直流控制器后给双向储能变流器供电。4.根据权利要求1所述的一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，包括储能设备，直流控制器连接储能设备，用于转换开关接通直流控制器后给储能设备供电。5.根据权利要求1所述的一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，包括交流负载，逆变器连接交流负载，用于转换开关接通逆变器后给交流负载供电。6.根据权利要求1所述的一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，转换开关为双向转换开关。7.根据权利要求4所述的一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，在储能设备充电达到设定电量后，才能通过转换开关切换到工作方式1。8.根据权利要求1所述的一种提高风力发电能效的储能控制系统，其特征在于，在离网且无交流负载时，才能通过转换开关切换工作方式2。

技术总结
本实用新型公开了一种提高风力发电能效的储能控制系统，风力发电机和整流器连接；整流器和转换开关连接；转换开关两端分别和逆变器和直流控制器连接；逆变器同时连接交流电网、双向储能变流器和交流负载；直流控制器连接双向储能变流器和储能设备。本实用新型引入一个转换开关，风力发电机发出的电流输送至整流器和转换开关，在离网且无交流负载时转换开关经过直流控制器连接储能设备；当储能设备充电完成时风能经整流器和转换开关至逆变器，连接交流电网和交流负载，均无需经过双向储能变流器，本实用新型提高了风力发电的能效。本实用新型提高了风力发电的能效。本实用新型提高了风力发电的能效。


技术研发人员：赵帅帅
受保护的技术使用者：南京国电南自电网自动化有限公司
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2023/3/20