一种随机波动风电场功率波动的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及随机波动风控制系统，尤其涉及一种随机波动风电场功率波动的控制系统。
【背景技术】
[0002]由于风能的随机性、间歇性特点，风电场送出的能量是随机波动的，这是风力发电区别于其他发电方式的最主要的特点，也成为制约风力发电规模的最主要的问题。随着风电场规模的增大，这种波动对电力系统的影响也越来越显著。风能资源丰富的地区人口稀少，电网结构相对薄弱，风电功率的注入改变了电网的潮流分布，对局部电网的节点电压产生较大的影响。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于克服以上现有技术之不足，提供一种随机波动风电场功率波动的控制系统，具体有以下技术方案实现:
所述随机波动风电场功率波动的控制系统，包括风力发电机组、控制器、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器、能量调节模块、锂电池系统、检测模块，交流转直流滤波器和直流转交流逆变器的交流侧连接三相电网，交流转直流滤波器和直流转交流逆变器分别与检测模块连接，锂电池系统依次连接交流转直流滤波器和直流转交流逆变器，控制器分别连接检测模块、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器和能量调节模块。
[0004]所述随机波动风电场功率波动的控制系统的进一步设计在于，所述储能电池组的电池子模块控制单元为底层模块控制单元，直接对单体电池进行通信控制，所述电池子模块控制单元通过CAN总线与电池模块管理单元进行通信，对蓄电池进行旁路放电，其CAN信息标识符为九位；每个电池子模块控制单元可以实现六个单体电压的测量，并具有六个温度传感器信号，实现对六个单体电池的温度采集。
[0005]所述随机波动风电场功率波动的控制系统的进一步设计在于，所述检测模块包括第一检测单元，用于检测风电场输出电压和电流信号；
第二检测单元，用于检测输入电网的电压和电流信号。
[0006]所述随机波动风电场功率波动的控制系统的进一步设计在于，所述能量调节模块在风电场、并网变压器以及风电机组连接形成的功能单元，用于检测风力发电机的输出电压、电流信号和电网的电压、电流信号。
[0007]所述随机波动风电场功率波动的控制系统的进一步设计在于，所述的风电机组为四个，它们的功率输出端与并网双向逆变器的输出端并联；它们的信号输出端与中央储能控制系统的信号输入端连接。
[0008]所述随机波动风电场功率波动的控制系统的进一步设计在于，所述锂电池系统包括多个电池子模块控制单元和一个电池模块管理单元，电池模块管理单元通过网络与电池子模块控制单元通信连接。
[0009]所述随机波动风电场功率波动的控制系统的进一步设计在于，所述的中央储能控制系统与工控机通信连接。
[0010]本发明的优点如下:
本发明提供的随机波动风电场功率波动的控制系统掌握同一风带上多风电场输出功率波动特性，及其相关性和互补特性，并构建相关性和互补特性模型；提出多随机波动风电场汇流接入的非机理等效模型及其参数辨识方法；掌握多随机波动风电场汇流接入对江苏电网稳定运行和电能质量的影响规律。
【具体实施方式】
[0011 ] 下面对本发明方案进行详细说明。
[0012]本实施例提供的随机波动风电场功率波动的控制系统，由风力发电机组、控制器、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器、能量调节模块、锂电池系统以及检测模块组成。交流转直流滤波器和直流转交流逆变器的交流侧连接三相电网，交流转直流滤波器和直流转交流逆变器设于检测模块中，锂电池系统连接交流转直流滤波器和直流转交流逆变器，控制器分别连接检测模块、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器和能量调节模块。
[0013]检测模块由第一检测单元和第二检测单元组成。第一检测单元和第二检测单元分别连接风力发电机组和三相电网。
[0014]第一检测单元用于检测风电场输出电压和电流信号，第二检测单元用于检测输入电网的电压和电流信号。
[0015]能量调节模块在风电场与并网变压器之间设置有一个风电机组，用于检测风力发电机的输出电压、电流信号和电网的电压、电流信号；风电机组的信号控制端连接有一个中央储能控制系统；中央储能控制系统通过CAN总线与一个锂电储能系统和一个并网双向逆变器连接；锂电储能系统通过并网双向逆变器并联在风电机组输出端与并网变压器的连接处；并网双向逆变器对风电机组的功率输出进行锁相、锁频和调幅；的中央储能控制系统通过CAN通信方式与锂电储能系统的电池管理系统进行相互通信，接收来自风电机组检测所得的电压、电流信号和电网的电压、电流信号，并经控制策略的运算与决策，对并网双向逆变器和锂电储能系统的锂电池组的充放电进行控制。
[0016]风电机组可以是多个，它们的功率输出端与并网双向逆变器的输出端并联；它们的信号控制端与中央储能控制系统的信号输入端并联。
[0017]锂电池系统为一个电源管理系统，由多个电池子模块控制单元和一个电池模块管理单元构成；电池模块管理单元通过网络与电池子模块控制单元进行通信，收集锂电池组的单体电池电压、温度和模块的充电状态数据，进行处理后，通过CANB总线与中央储能控制系统ESS进行通信；同时根据电池组的状态通过网络电池子模块控制单元发送数据同步、休眠、模块间均衡、以及循环寿命参数。
[0018]储能电池组的电池子模块控制单元为BMS系统底层模块控制单元，直接对单体电池进行通信控制，电池子模块控制单元通过CAN总线与电池模块管理单元进行通信。对蓄电池进行旁路放电，其CAN信息标识符为九位；每个电池子模块控制单元可以实现六个单体电压的测量，并具有六个温度传感器信号，实现对六个单体电池的温度采集。中央储能控制系统ESS由PLC系统或是工控机系统实现。
【主权项】
1.一种随机波动风电场功率波动的控制系统，其特征在于，包括风力发电机组、控制器、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器、能量调节模块、锂电池系统、检测模块，交流转直流滤波器和直流转交流逆变器的交流侧连接三相电网，交流转直流滤波器和直流转交流逆变器分别与检测模块连接，锂电池系统依次连接交流转直流滤波器和直流转交流逆变器，控制器分别连接检测模块、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器和能量调节模块。2.根据权利要求1所述的随机波动风电场功率波动的控制系统，其特征在于，所述储能电池组的电池子模块控制单元为底层模块控制单元，直接对单体电池进行通信控制，所述电池子模块控制单元通过CAN总线与电池模块管理单元进行通信，对蓄电池进行旁路放电，其CAN信息标识符为九位；每个电池子模块控制单元可以实现六个单体电压的测量，并具有六个温度传感器信号，实现对六个单体电池的温度采集。3.根据权利要求2所述的随机波动风电场功率波动的控制系统，其特征在于，所述检测模块包括 第一检测单元，用于检测风电场输出电压和电流信号； 第二检测单元，用于检测输入电网的电压和电流信号。4.根据权利要求1所述的随机波动风电场功率波动的控制系统，其特征在于，所述能量调节模块在风电场、并网变压器以及风电机组连接形成的功能单元，用于检测风力发电机的输出电压、电流信号和电网的电压、电流信号。5.根据权利要求4所述的随机波动风电场功率波动的控制系统，其特征在于，所述的风电机组为四个，它们的功率输出端与并网双向逆变器的输出端并联；它们的信号输出端与中央储能控制系统的信号输入端连接。6.根据权利要求1所述的随机波动风电场功率波动的控制系统，其特征在于，所述锂电池系统包括多个电池子模块控制单元和一个电池模块管理单元，电池模块管理单元通过网络与电池子模块控制单元通信连接。7.根据权利要求4所述的随机波动风电场功率波动的控制系统，其特征在于，所述的中央储能控制系统与工控机通信连接。
【专利摘要】本发明涉及一种随机波动风电场功率波动的控制系统，包括风力发电机组、控制器、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器、储能调节模块、锂电池系统、检测模块，交流转直流滤波器和直流转交流逆变器的交流侧连接三相电网，在拓扑结构上，交流转直流滤波器和直流转交流逆变器设于检测模块中，锂电池系统连接交流转直流滤波器和直流转交流逆变器，控制器分别连接检测模块、交流转直流滤波器、直流转交流逆变器和储能调节模块。有益效果为：掌握同一风带上多风电场输出功率波动特性，及其相关性和互补特性，并构建相关性和互补特性模型；提出多随机波动风电场汇流接入的非机理等效模型及其参数辨识方法；掌握多随机波动风电场汇流接入对江苏电网稳定运行和电能质量的影响规律。
【IPC分类】H02J3/38, H02J3/24
【公开号】CN105322556
【申请号】CN201410378896
【发明人】杨晓梅, 黄俊辉, 王海潜, 乔黎伟, 谈健, 戴琦
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力经济技术研究院
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年8月4日