风电场的分布式储能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种风电场的分布式储能系统，包括：集中式常规容量风电机组、分布式常规容量风电机组、大容量风电机组、多个升压变压器、主变压器、多个储能装置、电网、以及上级电网，集中式常规容量风电机组，多个风力发电机并联后，与升压变压器的低压侧、储能装置相连；分布式常规容量风电机组，多条风力发电机和升压变压器串联的支路并联后，与风电场汇流母线、储能装置相连；大容量风电机组，与储能装置、升压变压器的低压侧相连；风电场汇流母线与主变压器的低压侧、储能装置、升压变压器的高压侧相连。本实用新型专利技术可根据风电场的实际情况分布不同容量的储能装置，稳定可靠地并入电网。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及储能
，特别是涉及一种风电场的分布式储能系统。
技术介绍
我国风资源富集区的电网基础相对薄弱，用电负荷不足，风电功率的波动性与电网负荷的波动性难以 一致，这对电网调峰容量和响应速度都提出了更高的要求。电力系统的发电、输电、配电与用电必须同时完成，这要求电力系统始终处于动态平衡状态中，如果电力系统出现瞬时的功率不平衡，将会对电力系统的安全稳定造成影响，给电力系统规划和稳定运行带来新的挑战。此外，风电场中风速的变化还容易引起电网电压和功率发生波动，带来无功电压控制和电能质量的问题。可见，入网成为风力发电进一步发展和真正发挥清洁发电功能的最大瓶颈，要解决这个问题，必须设置电力储能系统来对电网进行补偿。眼下世界上的储能技术，主要有物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电磁储能等)这三大类。物理储能是目前世界上相对较成熟也是实际应用较早的一种储能方式，其能量转换效率可达70-75%左右，但因受地形和地质方面的条件限制，不具备大规模推广应用前景。电磁储能技术则很昂贵，现在还没有提到商业化的议事日程上来。因此，现有的电力储能系统一般采用电化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等)。当今储能技术发展最快的电化学储能已经在国外的电力系统及风电场大容量集中应用。现有的电力储能系统采取的是集中补偿的方式，即在风电场集中设置一大容量的储能装置与风电场汇流母线相连，从而起到蓄能调峰的作用，解决风电的入网问题。在现有的电力储能系统中，针对于风电场的分布式的布局以及机组容量的增大，国内外基本采用在风电场集中补偿方式。但是，集中补偿方式不能很好的满足电网灵活、可靠地适应风电机组方面的波动。原因是作为风力发电设备的风电机组的分布比较分散，例如，在丘陵和群山地带，风电机组的布置及汇流母线的设置要根据地形和风资源来设计，而在平原地带、潮间带以及海上，风电机组的分布则多采取多排带状设计。现有的电力储能系统的分布则过于集中，在风速分布不均、个别风电机组出现线路短路、电压过低或者过高以及功率因数降低等问题时，现有电力储能系统往往不能及时作出反应，以灵活地应对电网方面的波动，这使得现有电力储能系统的稳定性比较差。由此，需要提出根据风电场的实际情况分布不同容量的储能装置，以解决在风力发电的随机性、波动性条件下稳定可靠地并入电网。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种风电场的分布式储能系统，根据风电场中风电机组分布和装机容量的实际情况，灵活设置其储能装置的位置和容量，使二者配套使用，进而实现风电场的分布式储能，能在风力发电的随机性、波动性条件下，提高风电入网的稳定性；并且，同时提供动态有功及无功支撑，平抑系统出现的瞬时功率不平衡，起到能量的缓冲平衡作用，减小可再生能源发电对电力系统的冲击和影响，提高电力系统运行的稳定性和经济性为实现上述目的，本技术公开如下技术方案一种风电场的分布式储能系统，其中，包括集中式常规容量风电机组、分布式常规容量风电机组、大容量风电机组、多个升压变压器、主变压器、多个储能装置、风电场汇流母线、以及上级电网；所述的集中式常规容量风电机组，多个风力发电机并联后，与所述的升压变压器的低压侧、所述的储能装置相连；所述的分布式常规容量风电机组，多条风力发电机和所述的升压变压器串联的支路并联后，与所述的风电场汇流母线、所述的储能装置相连；所述的大容量风电机组，与所述的储能装置、所述的升压变压器的低压侧相连；所述的风电场汇流母线与所述的主变压器的低压侧、所述的储能装置、所述的升压变压器的高压侧相连；所述的上级电网与所述的主变压器的高压侧相连。所述的风电场的分布式储能系统，其中，一个所述的储能装置，结构为第一储能装置或第二储能装置；第一储能装置，包括多个储能单元、就地监控系统、主断路器以及储能变压器；其中，每个储能单元包括双向逆变器、直流汇流熔断器、蓄电池、电池管理系统；所述的主断路器的一端与电网相连；所述的储能变压器的输入端与所述的主断路器的另一端相连；所述的双向逆变器的交流侧与所述的储能变压器的输出端相连；所述的就地监控系统与所述储能单元中的电池管理系统相连，与电池管理系统进行实时通信，以获取蓄电池的工作信息，并在发生异常时进行报警；在每个储能单元中所述的直流汇流熔断器的一端与所述的双向逆变器的直流侧相连；所述的蓄电池的一端与所述的直流汇流熔断器的另一端相连；所述的电池管理系统与所述的蓄电池的另一端相连；第二储能装置，包括多个储能单元、就地监控系统、以及主断路器；其中，每个储能单元包括双向逆变器、直流汇流熔断器、蓄电池、电池管理系统；所述的主断路器的一端与电网相连；所述储能单元中的双向逆变器的交流侧与所述的主断路器的另一端相连；所述的就地监控系统与所述储能单元中的电池管理系统相连，与电池管理系统进行实时通信，以获取蓄电池的工作信息，并在发生异常时进行报警；在每个储能单元中所述的直流汇流熔断器的一端与所述的双向逆变器的直流侧相连；所述的蓄电池的一端与所述的直流汇流熔断器的另一端相连；所述的电池管理系统与所述的蓄电池的另一端相连。所述的风电场的分布式储能系统，其中，所述的就地监控系统还与所述储能单元中的双向逆变器的交流侧相连，以监控双向逆变器的工作状态。所述的风电场的分布式储能系统，其中所述的集中式常规容量风电机组容量小于4. 5丽，为多台风力发电机；与所述的集中式常规容量风电机组相连的储能装置，结构为第二储能装置，其中，所述的蓄电池容量按所述的集中式常规容量风电机组额定功率的10% -30%配置；所述的分布式常规容量风电机组容量小于4. 5丽，为多台风力发电机；与所述的分布式常规容量风电机组相连的储能装置，结构为第一储能装置，其中，所述的蓄电池容量按所述的分布式常规容量风电机组额定功率的10% -30%配置；所述的大容量风电机组容量为4. 5MW以上,为I台风力发电机；与所述的大容量风电机组相连的储能装置，结构为第一储能装置，其中，所述的蓄电池容量按所述的大容量风电机组额定功率的10% -30%配置；与所述的主变压器相连的储能装置，结构为第一储能装置，其中，所述的蓄电池的容量满足持续放电I小时以上，所述的蓄电池容量按所述的风电场额定功率的10%配置。所述的风电场的分布式储能系统，其中，所述的蓄电池为钠硫电池，或为锂离子电池，或为液流电池。本技术的有益效果是提供了一种风电场的分布式储能系统，根据风电场中风电机组分布和装机容量的实际情况，灵活设置其储能装置的位置和容量，使二者配套使用，进而实现风电场的分布式储能，能在风力发电的随机性、波动性条件下，提高风电入网的稳定性；同时，可提供动态有功及无功支撑，平抑系统出现的瞬时功率不平衡，起到能量 的缓冲平衡作用，有效的减小了可再生能源发电对电力系统的冲击和影响，还提高了电力系统运行的稳定性和经济性。附图说明图I为本技术提出的风电场的分布式储能系统的一个实施例的结构图；图2为本技术提出的风电场的分布式储能系统中的第一储能装置(包括储能变压器)结构示意图；图3为本技术提出的风电场的分布式储能系统中的第二储能装置(不包括储能变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场的分布式储能系统，其特征在于，包括集中式常规容量风电机组、分布式常规容量风电机组、大容量风电机组、多个升压变压器、主变压器、多个储能装置、风电场汇流母线、以及上级电网； 所述的集中式常规容量风电机组，多个风力发电机并联后，与所述的升压变压器的低压侧、所述的储能装置相连； 所述的分布式常规容量风电机组，多条风力发电机和所述的升压变压器串联的支路并联后，与所述的风电场汇流母线、所述的储能装置相连； 所述的大容量风电机组，与所述的储能装置、所述的升压变压器的低压侧相连； 所述的风电场汇流母线与所述的主变压器的低压侧、所述的储能装置、所述的升压变压器的高压侧相连； 所述的上级电网与所述的主变压器的高压侧相连。2.如权利要求I所述的风电场的分布式储能系统，其特征在于，一个所述的储能装置，结构为第一储能装置或第二储能装置； 第一储能装置，包括 多个储能单元、就地监控系统、主断路器以及储能变压器；其中，每个储能单元包括双向逆变器、直流汇流熔断器、蓄电池、电池管理系统； 所述的主断路器的一端与电网相连； 所述的储能变压器的输入端与所述的主断路器的另一端相连； 所述的双向逆变器的交流侧与所述的储能变压器的输出端相连； 所述的就地监控系统与所述储能单元中的电池管理系统相连，与电池管理系统进行实时通信，以获取蓄电池的工作信息，并在发生异常时进行报警； 在每个储能单元中 所述的直流汇流熔断器的一端与所述的双向逆变器的直流侧相连； 所述的蓄电池的一端与所述的直流汇流熔断器的另一端相连； 所述的电池管理系统与所述的蓄电池的另一端相连； 第二储能装置，包括 多个储能单元、就地监控系统、以及主断路器；其中，每个储能单元包括双向逆变器、直流汇流熔断器、蓄电池、电池管理系统； 所述的主...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，芮守娟，王沛然，张继，王佼，
申请(专利权)人：华锐风电科技集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：