一種風(fēng)力發(fā)電與可調(diào)負(fù)荷聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】-種風(fēng)力發(fā)電與可調(diào)負(fù)荷聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電與可調(diào)負(fù)荷聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】： 隨著風(fēng)電的規(guī)?；l(fā)展，風(fēng)電并網(wǎng)和消納問(wèn)題是目前風(fēng)電行業(yè)最為關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn) 題。由于風(fēng)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性的特點(diǎn)，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰消納能力提出了更 高的要求，局部地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)的自身用電負(fù)荷不足，且靈活調(diào)節(jié)電源少，風(fēng)電消納存在困難。
[0003] 隨著技術(shù)不斷發(fā)展，負(fù)荷側(cè)參與電網(wǎng)調(diào)度，能為電力系統(tǒng)提供一定的備用容量。對(duì) 于具有一定儲(chǔ)能特性的可控負(fù)荷，可以在用戶允許范圍內(nèi)控制其功率需求的變化，從而在 系統(tǒng)需要時(shí)提供部分備用容量，與發(fā)電側(cè)協(xié)同控制以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0004] 空調(diào)、熱栗、冰箱、熱水器等可控負(fù)荷具有一定的的儲(chǔ)能特性，短時(shí)投切或調(diào)整目 標(biāo)溫度值對(duì)用戶影響較小，是我國(guó)較顯著的潛在備用提供者。在不影響用戶的前提下，通過(guò) 協(xié)調(diào)控制可控負(fù)荷，平抑風(fēng)電功率波動(dòng)、降低風(fēng)電峰谷差，既可以風(fēng)電接入電網(wǎng)后的電網(wǎng)調(diào) 峰提供一定的備用容量，又能相對(duì)發(fā)電側(cè)具有更快的響應(yīng)速度、更低的費(fèi)用。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種減少儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電次數(shù)，提 高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，提高其使用壽命的風(fēng)力發(fā)電與可調(diào)負(fù)荷聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)， 本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到：一種風(fēng)力發(fā)電與可調(diào)負(fù)荷聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，其 特征在于其包括風(fēng)電發(fā)電單元、混合儲(chǔ)能模塊、可控負(fù)荷、配電網(wǎng)以及能量?jī)?yōu)化管理器，配 電網(wǎng)通過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)與高壓母線連接；風(fēng)力發(fā)電單元連接箱變，箱變連接風(fēng)電并網(wǎng)開(kāi)關(guān)，風(fēng)電 并網(wǎng)開(kāi)關(guān)連接高壓母線，風(fēng)電發(fā)電單元、箱變、風(fēng)電并網(wǎng)開(kāi)關(guān)均連接風(fēng)電監(jiān)控終端，風(fēng)電監(jiān) 控終端連接能量?jī)?yōu)化管理器；混合儲(chǔ)能模塊連接變流器，變流器連接升壓變，升壓變連接儲(chǔ) 能并網(wǎng)開(kāi)關(guān)，儲(chǔ)能并網(wǎng)開(kāi)關(guān)連接高壓母線，混合儲(chǔ)能模塊、變流器、升壓變、儲(chǔ)能并網(wǎng)開(kāi)關(guān)均 連接儲(chǔ)能監(jiān)控終端，儲(chǔ)能監(jiān)控終端連接能量?jī)?yōu)化管理器；低壓母線連接降壓變，降壓變連 接高壓母線；可控負(fù)荷分為電負(fù)荷、熱負(fù)荷、其他負(fù)荷；電負(fù)荷連接電負(fù)荷開(kāi)關(guān)，電負(fù)荷開(kāi) 關(guān)連接低壓母線，電負(fù)荷、電負(fù)荷開(kāi)關(guān)均連接電負(fù)荷監(jiān)控終端，電負(fù)荷監(jiān)控終端連接能量?jī)?yōu) 化管理器；熱負(fù)荷連接電負(fù)荷開(kāi)關(guān)，電負(fù)荷開(kāi)關(guān)接入低壓母線，熱負(fù)荷、熱負(fù)荷開(kāi)關(guān)均連接 熱負(fù)荷監(jiān)控終端，熱負(fù)荷監(jiān)控終端連接能量?jī)?yōu)化管理器；其他負(fù)荷連接其他負(fù)荷開(kāi)關(guān)，其他 負(fù)荷開(kāi)關(guān)接入低壓母線，熱負(fù)荷、其他負(fù)荷開(kāi)關(guān)均連接其他負(fù)荷監(jiān)控終端，其他負(fù)荷監(jiān)控終 端連接能量?jī)?yōu)化管理器；一般負(fù)荷連接一般負(fù)荷開(kāi)關(guān)，一般負(fù)荷開(kāi)關(guān)接入低壓母線，一般負(fù) 荷、一般負(fù)荷開(kāi)關(guān)均連接一般負(fù)荷監(jiān)控終端，一般負(fù)荷監(jiān)控終端連接能量?jī)?yōu)化管理器；重要 負(fù)荷連接重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)，重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)接入低壓母線，重要負(fù)荷、重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)均連接重要 負(fù)荷監(jiān)控終端，重要負(fù)荷監(jiān)控終端連接能量?jī)?yōu)化管理器。
[0006] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的能量?jī)?yōu)化管理器包括發(fā)電預(yù)測(cè)模塊、負(fù)荷 預(yù)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、功率調(diào)度模塊、故障診斷模塊、故障預(yù)警模塊，風(fēng)電監(jiān)控終端分別 與能量?jī)?yōu)化管理器的發(fā)電預(yù)測(cè)功能模塊、故障診斷功能模塊相連，儲(chǔ)能監(jiān)控終端分別與能 量?jī)?yōu)化管理器的功率調(diào)度功能模塊、故障診斷功能模塊相連，電負(fù)荷監(jiān)控終端分別與能量 優(yōu)化管理器的負(fù)荷預(yù)測(cè)功能模塊、功率調(diào)度功能模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控功能模塊相連；熱負(fù)荷監(jiān) 控終端分別與與能量?jī)?yōu)化管理器的負(fù)荷預(yù)測(cè)功能模塊、功率調(diào)度功能模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控功能 模塊相連；其他負(fù)荷監(jiān)控終端分別與能量?jī)?yōu)化管理器的負(fù)荷預(yù)測(cè)功能模塊、功率調(diào)度功能 模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控功能模塊相連；一般負(fù)荷監(jiān)控終端與能量?jī)?yōu)化管理器的負(fù)荷預(yù)測(cè)功能模塊 相連；重要負(fù)荷監(jiān)控終端與能量?jī)?yōu)化管理器的負(fù)荷預(yù)測(cè)功能模塊相連；數(shù)據(jù)監(jiān)控功能模塊 分別與發(fā)電預(yù)測(cè)功能模塊、負(fù)荷預(yù)測(cè)功能模塊、故障診斷模塊及功率調(diào)度模塊相連接，功率 調(diào)度功能模塊連接發(fā)電預(yù)測(cè)功能模塊、負(fù)荷預(yù)測(cè)功能模塊，故障預(yù)警功能模塊與故障診斷 功能模塊連接。
[0007] 本發(fā)明同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果：本發(fā)明充分利用大量分散的可控負(fù) 荷來(lái)參與風(fēng)電消納，既能平抑風(fēng)電功率波動(dòng)、減少棄風(fēng)量，又能提高災(zāi)害、極端氣候等惡劣 環(huán)境下重要負(fù)荷可持續(xù)供電，提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，為可控負(fù)荷參與分布式電源或微 電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)參考。
[0008]
【附圖說(shuō)明】： 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為能量?jī)?yōu)化控制器的電原理框圖； 圖3為風(fēng)電與可控負(fù)荷優(yōu)化運(yùn)行效果圖。
[0009]
【具體實(shí)施方式】：下面結(jié)合附圖的本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明： 實(shí)施例：一種風(fēng)力發(fā)電與可調(diào)負(fù)荷聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)(參見(jiàn)圖1)，其包括風(fēng)電發(fā)電單元1、 混合儲(chǔ)能模塊2、可控負(fù)荷3、配電網(wǎng)4以及能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0010] 其中，風(fēng)力發(fā)電單元1采用分散式小型風(fēng)電機(jī)組或集中式大容量風(fēng)電機(jī)組，具備 運(yùn)行適應(yīng)性、功率控制、電壓調(diào)節(jié)等功能，提供配電網(wǎng)中清潔能源； 配電網(wǎng)4指的是35kV及以下電壓等級(jí)的電力網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)30與高壓母線9連 接； 可控負(fù)荷3依據(jù)負(fù)荷重要影響程度進(jìn)行分為電負(fù)荷、熱負(fù)荷、其他負(fù)荷等分類，通過(guò)負(fù) 荷控制終端進(jìn)彳T就地控制； 混合儲(chǔ)能模塊2依據(jù)負(fù)荷重要程度確定功率型和能量型配比，確保重要負(fù)荷連續(xù)供 電； 能量?jī)?yōu)化管理器5具有負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電預(yù)測(cè)、數(shù)據(jù)監(jiān)控、功率調(diào)度、故障診斷、故障預(yù)警 等功能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電與可調(diào)負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)控制運(yùn)行。
[0011] 風(fēng)力發(fā)電單元1連接箱變6,箱變6連接風(fēng)電并網(wǎng)開(kāi)關(guān)7,風(fēng)電并網(wǎng)開(kāi)關(guān)7連接高 壓母線9,風(fēng)電發(fā)電單元1、箱變6、風(fēng)電并網(wǎng)開(kāi)關(guān)7均連接風(fēng)電監(jiān)控終端8,風(fēng)電監(jiān)控終端8 連接能量?jī)?yōu)化管理器5 ; 風(fēng)力發(fā)電單元1所采用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有電網(wǎng)友好型接入特征，包括電能質(zhì)量、功 率控制、電壓調(diào)節(jié)、電網(wǎng)異常相應(yīng)特性等指標(biāo)，在能量?jī)?yōu)化管理器作用下能保證并網(wǎng)/孤網(wǎng) 情況下重要負(fù)荷供電時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0012] 風(fēng)力發(fā)電單元1所采用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定子繞組輸出690V、50Hz交流電。
[0013] 箱變6采用690V/35kV，風(fēng)力發(fā)電單元1經(jīng)過(guò)箱變6升壓至35kV后通過(guò)35kV風(fēng)電 并網(wǎng)開(kāi)關(guān)7接入高壓母線9。
[0014] 風(fēng)電監(jiān)控終端8獲取風(fēng)力發(fā)電單元1、箱變6、并網(wǎng)開(kāi)關(guān)7的狀態(tài)信息，風(fēng)電監(jiān)控終 端8將從風(fēng)電并網(wǎng)開(kāi)關(guān)8、箱變6、和風(fēng)力發(fā)電單元1獲取的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)光纖通訊傳 輸至能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0015] 混合儲(chǔ)能模塊2連接變流器11，變流器11連接升壓變12,升壓變12連接儲(chǔ)能并 網(wǎng)開(kāi)關(guān)13,儲(chǔ)能并網(wǎng)開(kāi)關(guān)13 連接高壓母線9,混合儲(chǔ)能模塊2、變流器11、升壓變12、儲(chǔ)能并網(wǎng)開(kāi)關(guān)13均連接儲(chǔ)能 監(jiān)控終端10,儲(chǔ)能監(jiān)控終端10連接能量?jī)?yōu)化管理器5 ; 混合儲(chǔ)能模塊2的容量依據(jù)重要負(fù)荷容量、系統(tǒng)冗余、建設(shè)成本、運(yùn)維成本等確定二者 比例，選擇為重要負(fù)荷的1. 5倍。
[0016] 儲(chǔ)能監(jiān)控終端10獲取混合儲(chǔ)能模塊2、變流器11、升壓變12和儲(chǔ)能并網(wǎng)開(kāi)關(guān)13 的狀態(tài)信息，并經(jīng)過(guò)光纖通訊傳輸至能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0017] 所述混合儲(chǔ)能模塊2具備充放電功率控制、安全防護(hù)、電池管理等功能，既能合理 分配充放電策略，又能避免電池的過(guò)沖過(guò)放，提高電池使用壽命。
[0018] 低壓母線17連接降壓變29,降壓變29連接高壓母線9 ; 可控負(fù)荷3采用重要影響程度進(jìn)行分類，可控負(fù)荷3分為電負(fù)荷31、熱負(fù)荷14、其他負(fù) 荷15 (照明負(fù)荷、燃?xì)庳?fù)荷)。
[0019] 電負(fù)荷31主要包括空調(diào)負(fù)荷，具有季節(jié)性特點(diǎn)，連接電負(fù)荷開(kāi)關(guān)16,電負(fù)荷開(kāi)關(guān) 16連接低壓母線17,電負(fù)荷31、電負(fù)荷開(kāi)關(guān)16均連接電負(fù)荷監(jiān)控終端18,電負(fù)荷監(jiān)控終端 18連接能量?jī)?yōu)化管理器5 ; 電負(fù)荷監(jiān)控終端18進(jìn)行就地控制，采用固態(tài)繼電器，具備與信息采集、繼電保護(hù)和遠(yuǎn) 程監(jiān)控功能，并通過(guò)光纖通訊將數(shù)據(jù)傳輸至能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0020] 熱負(fù)荷14連接電負(fù)荷開(kāi)關(guān)19,電負(fù)荷開(kāi)關(guān)19接入低壓母線17,熱負(fù)荷14、熱負(fù)荷 開(kāi)關(guān)19均連接熱負(fù)荷監(jiān)控終端20,熱負(fù)荷監(jiān)控終端20連接能量?jī)?yōu)化管理器5 ; 熱負(fù)荷監(jiān)控終端20進(jìn)行就地控制，采用固態(tài)繼電器，具備與信息采集、繼電保護(hù)和遠(yuǎn) 程監(jiān)控功能，并通過(guò)光纖通訊將數(shù)據(jù)傳輸至能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0021] 其他負(fù)荷15主要包括照明負(fù)荷、燃?xì)庳?fù)荷，屬于常態(tài)化，連接其他負(fù)荷開(kāi)關(guān)22,其 他負(fù)荷開(kāi)關(guān)22接入低壓母線17,熱負(fù)荷15、其他負(fù)荷開(kāi)關(guān)22均連接其他負(fù)荷監(jiān)控終端21， 其他負(fù)荷監(jiān)控終端21連接能量?jī)?yōu)化管理器5 ; 其他負(fù)荷監(jiān)控終端21進(jìn)行就地控制，采用固態(tài)繼電器，具備與信息采集、繼電保護(hù)和 遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，并通過(guò)光纖通訊將數(shù)據(jù)傳輸至能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0022] 根據(jù)負(fù)荷重要程度，電網(wǎng)中負(fù)荷p 可分為一般負(fù)荷23、重要負(fù)荷24。
[0023] -般負(fù)荷23連接一般負(fù)荷開(kāi)關(guān)25, 一般負(fù)荷開(kāi)關(guān)25接入低壓母線17, 一般負(fù)荷 23、 一般負(fù)荷開(kāi)關(guān)25均連接一般負(fù)荷監(jiān)控終端26, 一般負(fù)荷監(jiān)控終端26連接能量?jī)?yōu)化管理 器5 ; 一般負(fù)荷監(jiān)控終端26進(jìn)行就地控制，具備與信息采集、繼電保護(hù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，并 通過(guò)光纖通訊將數(shù)據(jù)傳輸至能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0024] 重要負(fù)荷24連接重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)27,重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)27接入低壓母線17,重要負(fù)荷 24、 重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)27均連接重要負(fù)荷監(jiān)控終端28,重要負(fù)荷監(jiān)控終端28連接能量?jī)?yōu)化管理 器5; 重要負(fù)荷監(jiān)控終端28進(jìn)行就地控制，具備與信息采集、繼電保護(hù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，并 通過(guò)光纖通訊將數(shù)據(jù)傳輸至能量?jī)?yōu)化管理器5。
[0025] 降壓變29供電