一种电压和功率可调节的智能分布式风力发电系统的监控方法技术方案

一种电压和功率可调节的智能分布式风力发电系统的监控方法，该方法包括如下步骤：S1.风力发电设备监控模块实时获取风力发电设备运行数据，并存储数据，实时获取发电系统内负载功率需求情况；将风力发电设备发出的有功功率PWO进行一阶滤波并输出风力发电设备期望有功功率PWf；S2.采集并网点电压信息，同时根据大电网调度指令确定发电系统有功及无功输出需求；实时检测获取蓄电池模块的SOC；S3.将采集风力发电设备、电网和蓄电池的信息，进行处理后得到储能系统的期望输出功率参考量PEss＝ΔP1+ΔPB，其中ΔP1为PWO与PWf的差值，设定储能系统放电区间，构建SOC分层控制策略；S4.将发电系统有功及无功输出需求、当前SOC分层控制策略、当前发电系统内负载功率需求、风力发电设备可输出有功和无功作为约束条件，实现发电系统的优化运行。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉一种电压和功率可调节的智能分布式风力发电系统的监控方法。
技术介绍
能源和环境危机已经成为影响人类持续发展的重要问题，清洁、可再生能源的利用是解决这一问题的根本途径。随着风力发电、光伏发电、波浪发电等可再生能源发电技术的成熟，越来越多的可再生能源发电系统以分布式形式接入电网，满足人们日常生产、生活用电的需求。以风电和光伏发电为主的发电系统作为超高压、远距离、大电网供电模式的补充，代表着电力系统新的发展方向。当前的风力发电分离网型和并网型两种发电配置模式，对离网型风力发电模式。现有的并网型风力发电系统配置普遍采用的模式是：风力发电机组+逆变器(或称变流器)+升压变压器+并网柜，其中风力发电机组包括风叶、发电机和控制器三部分，发电机在风力作用下将风能转变成电能。在这个系统中，风力发电机组跟随风力大小的变化其转速发生变化，所发出的电压、功率发生变化，当风力发电机组的发电电压达到逆变器的门槛电压时，逆变器开始工作，将风力发电机组发出的电能并网输送出去。如果风力偏小、风力发电机组发出的电压偏小、达不到逆变器门槛电压值时，逆变器不工作，风力发电机组发出的电能无法向外输送，这时风力发电机组处于空转状态，如果原来已经处于并网输电状态，这时风力发电机组要从电网解列。当风力变大，风力发电机组的转速变快，所发出的电压变高，达到逆变器的门槛电压时，逆变器开始工作，将风力发电机组发出的电能供给升压变压器，经过并网柜并网输电，系统处于发电输
电状态。当风力继续变大，风力发电机组的转速变快，所发出的电压继续变高，将要超过逆变器所承受的最高电压限制时，风力发电机组中的控制器控制风力发电机组的变桨机构工作，使风力发电机机组中的风叶迎风角度变小，风力发电机组主动放走部分风能，使得到的风能量变小，风力发电机组转速变低，人为降低风力发电机组发电的电压值，将电压限制在逆变器可承受的范围内，这时系统仍处于正常的发电输电运行状态。如果风力继持续增大，以上措施不能使电压控制在逆变器所能承受的电压范围时，控制器控制风力发电机组中的刹车动作，将风力发电机组中的风机抱死，系统强行退出工作状态。从以上分析可以看出，现有的风力发电并网配置系统，风能的利用只能取中间的很小一段，在风力偏小或风力偏大时，系统均不能输电工作，不但造成了资源很大的浪费，更主要的是风力发电机组频繁切入、切出电网，对电网产生很大的冲击。这种风力发电并网模式无法实现向电网输送连续的电能，只能在一定风力区间向电网输电。储能技术很大程度上解决风力发电的波动性和随机性问题，有效提高间歇性微源的可预测性、确定性和经济性。此外，储能技术在调频调压和改善系统有功、无功平衡水平，提高发电系统稳定运行能力方面的作用也获得了广泛研究和证明。在风力发电渗透率较高的电力系统中，电力系统出现频率及电压变化时，要求风储集群对电力系统稳定性和电能质量的实时性较强，必须根据电力系统的实时状态，充分考虑到风储集群的调节能力，才能保证电力系统的可靠与经济运行。
技术实现思路
本专利技术提供一种电压和功率可调节的智能分布式风力发电系统的监控方
法，该监控方法可预风电设备的发电功率变化，可追踪大电网并网点电压信息，实时获取大电网调度指令，实时检测的蓄电池模块电池容量，设定储能系统放电区间，基于SOC分层控制策略，对储能系统能量进行优化管理，及时吸收风力发电设备多余的有功功率或者补充风电缺少的有功功率，减小风力发电系统对电网的影响，保障发电系统在并网时按照大电网的需求参与大电网电压调节，保障并网运行时的电压稳定。为了实现上述目的，本专利技术一种电压和功率可调节的智能分布式风力发电系统的监控方法，该方法包括如下步骤：S1.风力发电设备监控模块实时获取风力发电设备运行数据，并存储数据，实时获取发电系统内负载功率需求情况；将风力发电设备发出的有功功率PWO进行一阶滤波并输出风力发电设备期望有功功率PWf；S2.采集并网点电压信息，同时根据大电网调度指令确定发电系统有功及无功输出需求；实时检测获取蓄电池模块的SOC；S3.将采集风力发电设备、电网和蓄电池的信息，进行处理后得到储能系统的期望输出功率参考量PEss＝ΔP1+ΔPB，其中ΔP1为PWO与PWf的差值，设定储能系统放电区间，构建SOC分层控制策略；S4.将发电系统有功及无功输出需求、当前SOC分层控制策略、当前发电系统内负载功率需求、风力发电设备可输出有功和无功作为约束条件，实现发电系统的优化运行。优选的，在步骤S3中，具体包括如下具体步骤：S31.设定储能系统放电区间所述储能系统放电区间确定器在接纳风电功率后未突破电网可利用空间极
限值的时段，设定储能系统的放电区间α，0≤α<100％，即储能系统放电功率与接纳风电后剩余的空间比值为α；若系统无剩余可利用空间时α＝1，若储能系统不放电α＝0；基于放电区间α的储能系统充放电功率如下： P E S S ( t ) = P w d ( t ) - P lim i t s p a c e ( t ) P w d 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压和功率可调节的智能分布式风力发电系统的监控方法，该方法包括如下步骤：S1.风力发电设备监控模块实时获取风力发电设备运行数据，并存储数据，实时获取发电系统内负载功率需求情况；将风力发电设备发出的有功功率PWO进行一阶滤波并输出风力发电设备期望有功功率PWf；S2.采集并网点电压信息，同时根据大电网调度指令确定发电系统有功及无功输出需求；实时检测获取蓄电池模块的SOC；S3.将采集风力发电设备、电网和蓄电池的信息，进行处理后得到储能系统的期望输出功率参考量PEss＝ΔP1+ΔPB，其中ΔP1为PWO与PWf的差值，设定储能系统放电区间，构建SOC分层控制策略；S4.将发电系统有功及无功输出需求、当前SOC分层控制策略、当前发电系统内负载功率需求、风力发电设备可输出有功和无功作为约束条件，实现发电系统的优化运行。

【技术特征摘要】
1.一种电压和功率可调节的智能分布式风力发电系统的监控方法，该方法包括如下步骤：S1.风力发电设备监控模块实时获取风力发电设备运行数据，并存储数据，实时获取发电系统内负载功率需求情况；将风力发电设备发出的有功功率PWO进行一阶滤波并输出风力发电设备期望有功功率PWf；S2.采集并网点电压信息，同时根据大电网调度指令确定发电系统有功及无功输出需求；实时检测获取蓄电池模块的SOC；S3.将采集风力发电设备、电网和蓄电池的信息，进行处理后得到储能系统的期望输出功率参考量PEss＝ΔP1+ΔPB，其中ΔP1为PWO与PWf的差值，设定储能系统放电区间，构建SOC分层控制策略；S4.将发电系统有功及无功输出需求、当前SOC分层控制策略、当前发电系统内负载功率需求、风力发电设备可输出有功和无功作为约束条件，实现发电系统的优化运行。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，具体包括如下具体步骤：S31.设定储能系统放电区间所述储能系统放电区间确定器在接纳风电功率后未突破电网可利用空间极限值的时段，设定储能系统的放电区间α，0≤α<100％，即储能系统放电功率与接纳风电后剩余的空间比值为α；若系统无剩余可利用空间时α＝1，若储能系统不放电α＝0；基于放电区间α的储能系统充放电功率如下： P E S S ( t ) = P w d ( t ) - P lim i t s p a c e ( t ) P w d ( t ) > P lim i t s p a c e ( t ) P E S S ( t ) = α ( P w d ( t ) - P lim i t s p a c e ( t ) ) P w d ( t ) < P lim i t s p a c e ( t ) - - - ( 1 ) ]]>其中PESS(t)为t时刻储能系统充放电功率；Pwd(t)、分别为t时刻风力发电设备和光电场群实际输出功率之和以及风电和光电可运行域极值；α为储能系统的放电区间；储能系统充放电能量Et以及储能系统在各调度时段结束后充放电累积容量Wt如下所示： E t = ∫ t 1 t 2 P E S S η c h arg e d t P E S S > 0 ∫ t 1 t 2 P E S S / η ...

【专利技术属性】
技术研发人员：靖新宇，
申请(专利权)人：成都欣维保科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51