一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓平衡的風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控裝置的制造方法
【專利說明】-種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓平衡的風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控裝置 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓平衡的風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] W風(fēng)能、太陽能為代表的新能源發(fā)電因其無污染、可再生等優(yōu)點(diǎn)受到世界各國(guó)廣 泛關(guān)注，然而風(fēng)電、光伏發(fā)電的不確定性和波動(dòng)性給電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性造成一定影響，風(fēng)速 波動(dòng)會(huì)引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動(dòng)，光伏電站有功出力的隨機(jī)性與電網(wǎng)不友好的特征也使電網(wǎng)電 壓不穩(wěn)定。
[0003] W風(fēng)電和光伏發(fā)電為主的微電網(wǎng)作為超高壓、遠(yuǎn)距離、大電網(wǎng)供電模式的補(bǔ)充，代 表著電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向。風(fēng)電機(jī)組的原動(dòng)力為風(fēng)能，風(fēng)能由于風(fēng)的間歇性和隨機(jī)波動(dòng) 性使得風(fēng)電機(jī)組的發(fā)出的功率是間歇和波動(dòng)的，運(yùn)些波動(dòng)性的風(fēng)能接入系統(tǒng)會(huì)給電力系統(tǒng) 帶來沖擊。同時(shí)，由于風(fēng)電機(jī)組為異步機(jī)，若不加W控制，在發(fā)出有功功率的同時(shí)，需要吸收 一定的無功功率，不利用系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。當(dāng)風(fēng)電滲透率較低時(shí)，運(yùn)些影響不明顯，隨著風(fēng) 電滲透率的提高，風(fēng)能對(duì)電力系統(tǒng)的影響逐漸增大，在給電力系統(tǒng)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也 給電網(wǎng)的運(yùn)行造成了一定的困難。
[0004] 在風(fēng)電并網(wǎng)比重較大的電力系統(tǒng)中，由于風(fēng)電場(chǎng)輸出功率具有不完全可控性和預(yù) 期性，會(huì)在一定程度上改變?cè)须娏ο到y(tǒng)潮流分布、線路輸送功率及整個(gè)系統(tǒng)的慣量，從而 對(duì)電網(wǎng)的有功、無功功率平衡、頻率及電壓穩(wěn)定產(chǎn)生了影響。針對(duì)風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)無功電 壓?jiǎn)栴}，通過控制無功出力可W對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行調(diào)整。目前，對(duì)于由變速恒頻風(fēng)電機(jī)組組成 的風(fēng)電場(chǎng)，其無功電壓控制主要由風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)；對(duì)于光伏發(fā) 電系統(tǒng)，通常在光伏電站母線上安裝SVC等無功補(bǔ)償裝置W補(bǔ)償光伏系統(tǒng)的無功需求，或 利用光伏逆變器本身的無功輸出能力向電網(wǎng)輸出無功功率W維持局部電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。
[0005] 儲(chǔ)能技術(shù)很大程度上解決新能源發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性問題，有效提高間歇性微 源的可預(yù)測(cè)性、確定性和經(jīng)濟(jì)性。此外，儲(chǔ)能技術(shù)在調(diào)頻調(diào)壓和改善系統(tǒng)有功、無功平衡水 平，提高微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行能力方面的作用也獲得了廣泛研究和證明。在風(fēng)電滲透率較高的 電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)出現(xiàn)頻率及電壓變化時(shí)，要求風(fēng)儲(chǔ)集群對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和電能質(zhì) 量的實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，必須根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，充分考慮到風(fēng)光儲(chǔ)集群的調(diào)節(jié)能力，才能 保證電力系統(tǒng)的可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓平衡的風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，該監(jiān)控裝 置可預(yù)測(cè)發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)光發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率和微電網(wǎng)中的負(fù)載變化，可追蹤大電網(wǎng)并 網(wǎng)點(diǎn)電壓信息，實(shí)時(shí)獲取大電網(wǎng)調(diào)度指令，實(shí)時(shí)檢測(cè)的蓄電池模塊電池容量，能制定和實(shí)施 最適宜的控制策略，保障發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)時(shí)按照大電網(wǎng)的需求參與大電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，保障 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的電壓穩(wěn)定。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓平衡的風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)的 監(jiān)控裝置，該監(jiān)控裝置包括：
[0008]風(fēng)力發(fā)電發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的 發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；
[0009]光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電設(shè)備，并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電 功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；
[0010] 儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控蓄電池模塊的SOC和DC/DC雙向變換 器；
[0011] 負(fù)載監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能電站內(nèi)的負(fù)載；
[0012] 中控模塊，用于確定微電網(wǎng)的運(yùn)行策略，并向上述監(jiān)控裝置中的各模塊發(fā)出指令， W執(zhí)行該運(yùn)行策略；
[0013] 總線模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)；W及
[0014] 并網(wǎng)調(diào)壓監(jiān)控模塊，其中所述并網(wǎng)調(diào)壓監(jiān)控模塊包括：
[0015] 大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)單元，用于實(shí)時(shí)從大電網(wǎng)調(diào)控中屯、獲知大電網(wǎng)的運(yùn)行情況W及相關(guān)調(diào) 度信息；
[0016] AC/DC雙向換流模塊一監(jiān)控單元，用于控制AC/DC雙向換流模塊一的工作模式；
[0017] 調(diào)壓?jiǎn)卧糜诒O(jiān)控并網(wǎng)點(diǎn)的電壓變化，并確定發(fā)電系統(tǒng)的電壓補(bǔ)償策略。
[0018]優(yōu)選的，所述調(diào)壓?jiǎn)卧ú⒕W(wǎng)點(diǎn)電壓測(cè)量子單元、無功需求確定子單元和無功 出力分配子單元。
[0019]優(yōu)選的，所述無功需求確定子單元根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)電壓測(cè)量子單元獲取的電壓值與其 電壓參考值的誤差信號(hào)確定當(dāng)前無功需求量。
[0020] 優(yōu)選的，所述無功出力子單元根據(jù)風(fēng)電設(shè)備和光儲(chǔ)系統(tǒng)的無功出力極限，將無功 需求按照優(yōu)先級(jí)分配方法分配給風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光儲(chǔ)系統(tǒng)和SVG設(shè)備。
[0021] 優(yōu)選的，光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊至少包括光伏發(fā)電設(shè)備電壓、電流檢測(cè)設(shè)備、光強(qiáng) 及溫度檢測(cè)設(shè)備。
[0022] 優(yōu)選的，所述光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)。
[0023]優(yōu)選的，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊至少包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備電壓、電流及頻率檢 測(cè)設(shè)備，風(fēng)速檢測(cè)設(shè)備。
[0024]優(yōu)選的，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)。
[00巧]優(yōu)選的，儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊至少包括蓄電池端電壓、電流、SOC獲取設(shè)備W及溫度 檢測(cè)設(shè)備。
[00%]優(yōu)選的，所述蓄電池模塊，包括n個(gè)電池組，所述雙向DC/DC變換器具有n個(gè)DC/DC變流器，n大于等于3,每個(gè)電池組均由一個(gè)DC/DC變流器控制器充放電，該n個(gè)DC/DC變流 器均由儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊控制。
[0027]本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備的 輸出功率變化情況；(2)自動(dòng)追蹤并網(wǎng)點(diǎn)的電壓變化，實(shí)時(shí)確定并網(wǎng)點(diǎn)的無功需求；（3)控 制策略兼顧并網(wǎng)點(diǎn)無功需求和發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行情況，可同時(shí)為大電網(wǎng)提供有功功率，并根據(jù) 一定優(yōu)先級(jí)由發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)不同設(shè)備通過無功功率，滿足大電網(wǎng)的調(diào)度需求和微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù) 載需求的同時(shí)，可有效抑發(fā)電系統(tǒng)對(duì)大電網(wǎng)造成的電壓的沖擊，兼顧了供電可靠性和保障 發(fā)電系統(tǒng)的安全性，延長(zhǎng)了發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的使用壽命。
【附圖說明】
[0028] 圖1示出了本發(fā)明的一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓平衡的風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)及其監(jiān)控裝 置的框圖；
[0029] 圖2示出了一種本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行及監(jiān)控方法。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 圖1是示出了本發(fā)明的一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓平衡的風(fēng)光一體發(fā)電系統(tǒng)10,該微電 網(wǎng)10包括：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備14、光伏發(fā)電設(shè)備12、儲(chǔ)能系統(tǒng)13、SVG設(shè)備18、直流母線、用于 將直流母線與大電網(wǎng)20連接和隔離的AC/DC雙向換流模塊一 16、用于連接光伏發(fā)電設(shè)備 12和直流母線的AC/DC雙向換流模塊二15、微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載17和監(jiān)控裝置11。
[0031] 參見圖1，該儲(chǔ)能系統(tǒng)13包括蓄電池模塊131、與上述直流母線連接的雙向DC/DC 變換器132。
[0032] 該監(jiān)控裝置11包括：光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊114,用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲(chǔ)能系統(tǒng)10 中的光伏發(fā)電設(shè)備12,并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備12的發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊115， 用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能系統(tǒng)131中的蓄電池模塊131和DC/DC雙向換能器132 ;并網(wǎng)調(diào)壓監(jiān)控 模塊112;調(diào)頻調(diào)壓模塊116,用于控制微電網(wǎng)系統(tǒng)10參與大電網(wǎng)20的頻率和電壓調(diào)整，包 括調(diào)頻模塊、調(diào)壓模塊與協(xié)同控制模塊；中控模塊117,用于確定微電網(wǎng)10的運(yùn)行策略，并 向上述各模塊發(fā)出指令，W執(zhí)行