專(zhuān)利名稱：一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)電網(wǎng)尚無(wú)法覆蓋全國(guó)各個(gè)區(qū)域，比如偏遠(yuǎn)地區(qū)、海上油田平臺(tái)等，這是由于遠(yuǎn) 距離輸電，不僅會(huì)造成很多電能損耗，大大提高成本，而且實(shí)現(xiàn)難度也很大。眾所周知，海上 和有些偏遠(yuǎn)地區(qū)風(fēng)資源豐富，如果能夠有效地利用風(fēng)資源，建立一個(gè)獨(dú)立電源系統(tǒng)，則可以 很好地解決"孤島電網(wǎng)"供電難的問(wèn)題。但是，由于風(fēng)能的間歇性、波動(dòng)性和不可控性等特 點(diǎn)，因此需要一個(gè)蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)裝置來(lái)平衡風(fēng)機(jī)風(fēng)力的波動(dòng)，以穩(wěn)定獨(dú)立電源系統(tǒng)的輸 出電壓和頻率，提高電能質(zhì)量。就目前已有的技術(shù)而言，千瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電(下文簡(jiǎn)稱風(fēng)電) 蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)已有廣泛應(yīng)用，而兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池獨(dú)立電源系統(tǒng)現(xiàn)在還沒(méi)有， 而且從千瓦級(jí)到兆瓦級(jí)的風(fēng)電獨(dú)立系統(tǒng)的電壓和頻率波動(dòng)增大，系統(tǒng)的電壓和頻率穩(wěn)定控 制面臨更大的挑戰(zhàn)，需要更加優(yōu)越的控制方法和合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種易于實(shí)現(xiàn)，節(jié)約成本，能夠輸出高質(zhì)量電 能的兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池獨(dú)立電源系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電 源系統(tǒng)，其特征在于，它包括若干組風(fēng)電機(jī)組，其各輸出端并聯(lián)接入高壓主母線；一蓄電 池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括若干充放電管理系統(tǒng)，每一所述充放電管理系統(tǒng)交流側(cè)并聯(lián)接入 所述公共母線上后，再接入所述高壓主母線；以及一系統(tǒng)主監(jiān)控器，其通過(guò)若干CAN接口與 各所述充放電管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，并按照所述充放電管理系統(tǒng)的指令工作；若干組蓄 電池組，其與所述充放電管理系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)，每一所述蓄電池組連接對(duì)應(yīng)的所述充放電管 理系統(tǒng)的直流端，并在上、下限電壓值范圍內(nèi)與所述高壓主母線和蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)形 成的PCC點(diǎn)進(jìn)行有功功率、無(wú)功功率的雙向調(diào)節(jié)，使所述PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；一外部 備用電源，其在所述蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的系統(tǒng)主監(jiān)控器的控制下為所述高壓主母線供 電，使所述PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；一卸載電荷，其在所述蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的系統(tǒng) 主監(jiān)控器的控制下消耗掉所述高壓主母線輸出的電能，使所述PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定； 若干變壓器，其分別連接在每一所述風(fēng)電機(jī)組的輸出端，所述公共母線與所述高壓主母線 之間，以及所述高壓主母線與所述卸載電荷之間。 每一所述充放電管理系統(tǒng)包括一電壓源逆變器，其與所述PCC點(diǎn)之間進(jìn)行有功 功率、無(wú)功功率雙向調(diào)節(jié)，使所述PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；若干電能要素采樣器，采集所 述高壓主母線的實(shí)際電能要素，所述電壓源逆變器與變壓器之間的公共母線上的電能要 素，以及所述蓄電池組兩端的電壓；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，將所述電能要素采樣器采集到的各種電 能要素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；一 DSP核心控制器，其中預(yù)設(shè)置有所述PCC點(diǎn)電壓和頻率值，以及所述蓄電池組兩端的上、下限電壓值；所述DSP核心控制器根據(jù)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入的 電能要素，控制所述PCC點(diǎn)電壓和頻率為預(yù)設(shè)值，同時(shí)判斷所述蓄電池組兩端的電壓值是 否超出了所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓值，以控制所述電壓源逆變器和/或所述系統(tǒng)主監(jiān)控器 的工作。 所述蓄電池組采用鈦酸鋰電池、鈉硫電池、液流電池、鋰電池和鉛酸電池中的一種 或多種。 當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出所述PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓、頻率值均大于所述預(yù)設(shè)的 電壓、頻率值，且所述蓄電池組兩端的電壓值位于所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，所述 電壓源逆變器吸收有功功率，使所述PCC點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。 當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出所述PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓、頻率值均大于所述預(yù)設(shè)的 電壓、頻率值，且所述蓄電池組兩端的電壓值與所述預(yù)設(shè)上限電壓值相等時(shí)，所述DSP核心 控制器通過(guò)所述系統(tǒng)主監(jiān)控器控制卸載負(fù)荷消耗掉所述高壓主母線輸出的電能，使所述 PCC點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。 當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出實(shí)際有功功率值小于預(yù)設(shè)的額定有功功率值，且所 述蓄電池組兩端的電壓值位于所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，所述電壓源逆變器發(fā)出 有功功率，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。 當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出實(shí)際有功功率值小于預(yù)設(shè)的額定有功功率值，且所 述蓄電池組兩端的電壓值位于所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，所述電壓源逆變器發(fā)出 有功功率，同時(shí)所述DSP核心控制器通過(guò)所述系統(tǒng)主監(jiān)控器啟動(dòng)所述外部備用電源給所述 高壓主母線供電，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。 當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出實(shí)際有功功率值小于所述預(yù)設(shè)的額定有功功率值， 且所述蓄電池組兩端的電壓值與所述預(yù)設(shè)的下限電壓值相等時(shí)，所述DSP核心控制器通過(guò) 所述系統(tǒng)主監(jiān)控器啟動(dòng)所述外部備用電源給所述高壓主母線供電，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率 穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。 還包括一上位機(jī)和一人機(jī)界面，所述上位機(jī)通過(guò)RS485接口與所述系統(tǒng)主監(jiān)控器 進(jìn)行信息交互，以對(duì)所述充放電管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制，所述人機(jī)界面通過(guò)所述CAN 接口與所述系統(tǒng)主監(jiān)控器進(jìn)行信息交互，以對(duì)所述充放電管理系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、遠(yuǎn)程控 制。 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明包括至少兩個(gè)與 蓄電池組相對(duì)應(yīng)的充放電管理系統(tǒng)，且每一充放電管理系統(tǒng)采用了 DSP核心控制器，其中 預(yù)設(shè)置有一額定有功功率值和無(wú)功功率值，以及蓄電池組兩端的電壓的上、下限值，DSP核 心控制器根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入的電能要素，計(jì)算出高壓主母線的實(shí)際有功功率值和無(wú)功 功率值，并將實(shí)際有功功率值和無(wú)功功率值分別與預(yù)設(shè)的額定有功功率值和無(wú)功功率值進(jìn) 行比較，同時(shí)判斷蓄電池組兩端的電壓值是否超出了預(yù)設(shè)的電壓上、下限，以通過(guò)電壓源逆 變器控制蓄電池組與PCC點(diǎn)之間進(jìn)行有功功率、無(wú)功功率雙向交換，因此可以很容易地控 制了PCC點(diǎn)的頻率和電壓保持穩(wěn)定，從而提高了電能的輸出質(zhì)量，而且還適用于與兆瓦級(jí) 風(fēng)電機(jī)組組成獨(dú)立電源系統(tǒng)。2、由于本發(fā)明的每一蓄電池組可以直接插入對(duì)應(yīng)的充放電管 理系統(tǒng)的直流端，且每一充放電管理系統(tǒng)并聯(lián)接入一公共母線上，并分別通過(guò)一變壓器接 入高壓主母線，因此可以降低每個(gè)充放電管理系統(tǒng)的額定容量，便于實(shí)現(xiàn)。3、本發(fā)明的接線方式采用基于6-10kV交流母線連接的單母線放射式，各部分均通過(guò)公共母線并聯(lián)接入高 壓主母線，各負(fù)荷分別并聯(lián)接入高壓主母線，因此可以實(shí)現(xiàn)模塊化，便于系統(tǒng)擴(kuò)容，易于集 中管理。4、由于本發(fā)明的蓄電池組的種類(lèi)可以采用鈦酸鋰電池、鈉硫電池、液流電池、鋰電 池和鉛酸電池中的任一種或多種，因此易于實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明易于實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了成本，且適用與 兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組組成獨(dú)立電源系統(tǒng)，適用于海上油田平臺(tái)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是本發(fā)明中蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。 如圖1所示，本發(fā)明包括兆瓦級(jí)的若干風(fēng)電機(jī)組1、若干蓄電池組2、若干蓄電池儲(chǔ) 能調(diào)節(jié)系統(tǒng)(Power Conditioning System, PCS) 3、一外部備用電源4、一卸載負(fù)荷5、多個(gè) 變壓器6和一高壓主母線7 (相當(dāng)于電網(wǎng))?？紤]到風(fēng)電機(jī)組1的容量較大、電力變換效率、 海上采油平臺(tái)的制約、維修方便和價(jià)格因素等特點(diǎn)，本發(fā)明的接線方式采用基于6-10kV交 流母線連接的單母線放射式，各部分均通過(guò)公共母線8并聯(lián)接入高壓主母線7，各負(fù)荷9分 別并聯(lián)接入高壓主母線7，優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)模塊化，便于系統(tǒng)擴(kuò)容，易于集中管理。蓄電池儲(chǔ)能 調(diào)節(jié)系統(tǒng)3與高壓主母線7連接的接點(diǎn)形成一 PCC點(diǎn)(Point ofcommon coupling,公共耦 合點(diǎn))，PCC點(diǎn)的電壓和頻率值的穩(wěn)定，保證負(fù)荷11用電的穩(wěn)定。 本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組1的組數(shù)是根據(jù)能量守恒原理，以負(fù)荷9需求計(jì)算得到。每一 風(fēng)電機(jī)組1的輸出端連接一變壓器6，再并聯(lián)接入高壓主母線7，以將風(fēng)電機(jī)組1輸出的波 動(dòng)較大的電經(jīng)過(guò)變壓器6初步穩(wěn)壓后，輸送到高壓主母線7上。 本發(fā)明的蓄電池組2的組數(shù)的確定方法是首先根據(jù)充放電極限功率計(jì)算蓄電池 組2的最低功率，從而得到蓄電池組2的最小能量；再由實(shí)測(cè)小時(shí)風(fēng)速得到外部備用電源4 發(fā)電量及本發(fā)明系統(tǒng)的總成本，最后按經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)選取蓄電池模塊數(shù)量。另外，還可以根據(jù) 蓄電池組2持續(xù)帶載8小時(shí)的要求，篩選出本發(fā)明系統(tǒng)正常工作的風(fēng)速區(qū)段，計(jì)算出在不投 入外部備用電源4的情況下，所需的最小蓄電池組2的組數(shù)。本實(shí)施例中，蓄電池組2的種 類(lèi)可以采用鈦酸鋰電池、鈉硫電池、液流電池、鋰電池和鉛酸電池中的任一種或多種。
如圖2所示，本發(fā)明的蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)3包括至少兩個(gè)充放電管理系統(tǒng)31、一 系統(tǒng)主監(jiān)控器32和若干CAN接口 33。其中，充放電管理系統(tǒng)31與蓄電池組2 —一對(duì)應(yīng)，每 一蓄電池組2接入對(duì)應(yīng)的充放電管理系統(tǒng)31的直流端，并在充放電管理系統(tǒng)31的控制下 進(jìn)行充放電。各充放電管理系統(tǒng)31分別通過(guò)一 CAN接口 33與系統(tǒng)主監(jiān)控器32進(jìn)行信息 交互，每一充放電管理系統(tǒng)31的交流側(cè)并聯(lián)接入公共母線8上，并分別通過(guò)一變壓器6接 入高壓主母線7(相當(dāng)于電網(wǎng))。 每一充放電管理系統(tǒng)31包括一電壓源逆變器311、若干電能要素采樣器312、模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊313和一 DSP核心控制器314。其中，電壓源逆變器311按照DSP核心控制器314 的指令，與PCC點(diǎn)之間進(jìn)行有功功率、無(wú)功功率雙向交換，電壓源逆變器311吸收有功功率 時(shí)，即將高壓主母線7上剩余的電量存儲(chǔ)在蓄電池組2中；電壓源逆變器311發(fā)出有功功率時(shí)，即公蓄電池組2給高壓主母線7供電。電能要素采樣器312用于采集高壓主母線7的 實(shí)際電能要素，電壓源逆變器311與變壓器6之間的公共母線8上的電能要素，以及蓄電池 組2兩端的電壓Vdc，本實(shí)施例中，電能要素采樣器312采用的是電壓霍爾傳感器和電流霍 爾傳感器。電能要素通常包括電壓、頻率和電流。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊313將電能要素采樣器312 采集到的各種電能要素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。DSP核心控制器314中預(yù)設(shè)置PCC點(diǎn)的電壓和頻 率值，以及蓄電池組2兩端的上、下限電壓值。DSP核心控制器314根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊313 輸入的電能要素，控制PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值，同時(shí)判斷蓄電池組2兩端的電壓 值是否超出了預(yù)設(shè)的電壓上、下限，以控制電壓源逆變器311和/或系統(tǒng)主監(jiān)控器32的工 作。 DSP核心控制器314控制系統(tǒng)主監(jiān)控器32工作的情況是一旦判斷出蓄電池組2 兩端的電壓值大于預(yù)設(shè)的上限電壓值，則DSP核心控制器314通過(guò)系統(tǒng)主監(jiān)控器32，控制卸 載負(fù)荷5消耗掉高壓主母線7輸出的電能，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。若判斷 出蓄電池組2兩端的電壓值小于預(yù)設(shè)的下限電壓值，則DSP核心控制器314通過(guò)系統(tǒng)主監(jiān) 控器32，控制外部備用電源4啟動(dòng)，向高壓主母線7供電，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定為預(yù) 設(shè)值。 上述實(shí)施例中，本發(fā)明還包括一上位機(jī)IO，其通過(guò)RS485接口 11與系統(tǒng)主監(jiān)控器 32進(jìn)行信息交互，以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。上位機(jī)10還包括一人機(jī)界面12，其通 過(guò)CAN接口 33與系統(tǒng)主監(jiān)控器32進(jìn)行信息交互，以對(duì)充放電管理系統(tǒng)31進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、 遠(yuǎn)程控制等。 本發(fā)明對(duì)電能進(jìn)行調(diào)節(jié)的工作如下 1)當(dāng)DSP核心控制器314判斷出PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓、頻率值均大于預(yù)設(shè)的PCC點(diǎn) 電壓、頻率值，且蓄電池組2兩端的電壓值位于預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，電壓源逆變 器311吸收有功功率，即電壓源逆變器311將高壓主母線7中剩余的電能存儲(chǔ)在蓄電池組 2中，使PCC點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。 2)當(dāng)DSP核心控制器314判斷出PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓、頻率值均大于預(yù)設(shè)的PCC點(diǎn) 電壓、頻率值，且蓄電池組2兩端的電壓值與預(yù)設(shè)上限電壓值相等時(shí)，DSP核心控制器314通 過(guò)系統(tǒng)主監(jiān)控器2控制卸載負(fù)荷5消耗掉高壓主母線7輸出的電能，使PCC點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn) 定為預(yù)設(shè)值。 3)當(dāng)DSP核心控制器314判斷出PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓頻率值小于預(yù)設(shè)的PCC點(diǎn)電 壓、頻率值，且蓄電池組2兩端的電壓值位于預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，電壓源逆變器 311發(fā)出有功功率，即電壓源逆變器311將蓄電池組2中存儲(chǔ)的電能通過(guò)公共母線8給高壓 主母線7供電，使PCC點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。 4)當(dāng)DSP核心控制器314判斷出PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓頻率值小于預(yù)設(shè)的PCC點(diǎn)電 壓、頻率值，且蓄電池組2兩端的電壓值與預(yù)設(shè)的下限電壓值相等時(shí)，DSP核心控制器314通 過(guò)系統(tǒng)主監(jiān)控器2啟動(dòng)外部備用電源4給高壓主母線7供電，使PCC點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn)定為預(yù) 設(shè)值。 本發(fā)明通過(guò)與PCC點(diǎn)之間的有功功率、無(wú)功功率的雙向調(diào)節(jié)，即四象限運(yùn)行。在本 發(fā)明與兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組組成獨(dú)立電源系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，本發(fā)明可以在額定范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)平衡 獨(dú)立電源系統(tǒng)的有功功率和無(wú)功功率，以控制PCC點(diǎn)的頻率和電壓穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。
上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式都是可以有所變 化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特征在于，它包括若干組風(fēng)電機(jī)組，其各輸出端并聯(lián)接入高壓主母線；一蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括若干充放電管理系統(tǒng)，每一所述充放電管理系統(tǒng)交流側(cè)并聯(lián)接入所述公共母線上后，再接入所述高壓主母線；以及一系統(tǒng)主監(jiān)控器，其通過(guò)若干CAN接口與各所述充放電管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，并按照所述充放電管理系統(tǒng)的指令工作；若干組蓄電池組，其與所述充放電管理系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)，每一所述蓄電池組連接對(duì)應(yīng)的所述充放電管理系統(tǒng)的直流端，并在上、下限電壓值范圍內(nèi)與所述高壓主母線和蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)形成的PCC點(diǎn)進(jìn)行有功功率、無(wú)功功率的雙向調(diào)節(jié)，使所述PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；一外部備用電源，其在所述蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的系統(tǒng)主監(jiān)控器的控制下為所述高壓主母線供電，使所述PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；一卸載電荷，其在所述蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的系統(tǒng)主監(jiān)控器的控制下消耗掉所述高壓主母線輸出的電能，使所述PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；若干變壓器，其分別連接在每一所述風(fēng)電機(jī)組的輸出端，所述公共母線與所述高壓主母線之間，以及所述高壓主母線與所述卸載電荷之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特征在于，每一所述充放電管理系統(tǒng)包括一電壓源逆變器，其與所述PCC點(diǎn)之間進(jìn)行有功功率、無(wú)功功率雙向調(diào)節(jié)，使所述PCC 點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；若干電能要素采樣器，采集所述高壓主母線的實(shí)際電能要素，所述電壓源逆變器與變 壓器之間的公共母線上的電能要素，以及所述蓄電池組兩端的電壓；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，將所述電能要素采樣器采集到的各種電能要素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；一 DSP核心控制器，其中預(yù)設(shè)置有所述PCC點(diǎn)電壓和頻率值，以及所述蓄電池組兩端的 上、下限電壓值；所述DSP核心控制器根據(jù)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入的電能要素，控制所述PCC點(diǎn)電壓和 頻率為預(yù)設(shè)值，同時(shí)判斷所述蓄電池組兩端的電壓值是否超出了所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓 值，以控制所述電壓源逆變器和/或所述系統(tǒng)主監(jiān)控器的工作。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特征在于所述 蓄電池組采用鈦酸鋰電池、鈉硫電池、液流電池、鋰電池和鉛酸電池中的一種或多種。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特征在于所述 蓄電池組采用鈦酸鋰電池、鈉硫電池、液流電池、鋰電池和鉛酸電池中的一種或多種。
5. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特 征在于當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出所述PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓、頻率值均大于所述預(yù)設(shè)的電 壓、頻率值，且所述蓄電池組兩端的電壓值位于所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，所述電 壓源逆變器吸收有功功率，使所述PCC點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。
6. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特 征在于當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出所述PCC點(diǎn)的實(shí)際電壓、頻率值均大于所述預(yù)設(shè)的電 壓、頻率值，且所述蓄電池組兩端的電壓值與所述預(yù)設(shè)上限電壓值相等時(shí)，所述DSP核心控制器通過(guò)所述系統(tǒng)主監(jiān)控器控制卸載負(fù)荷消耗掉所述高壓主母線輸出的電能，使所述PCC 點(diǎn)電壓、頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。
7. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特 征在于當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出實(shí)際有功功率值小于預(yù)設(shè)的額定有功功率值，且所 述蓄電池組兩端的電壓值位于所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，所述電壓源逆變器發(fā)出 有功功率，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所 述DSP核心控制器判斷出實(shí)際有功功率值小于預(yù)設(shè)的額定有功功率值，且所述蓄電池組兩 端的電壓值位于所述預(yù)設(shè)的上、下限電壓范圍內(nèi)時(shí)，所述電壓源逆變器發(fā)出有功功率，同時(shí) 所述DSP核心控制器通過(guò)所述系統(tǒng)主監(jiān)控器啟動(dòng)所述外部備用電源給所述高壓主母線供 電，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。
9. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特 征在于當(dāng)所述DSP核心控制器判斷出實(shí)際有功功率值小于所述預(yù)設(shè)的額定有功功率值， 且所述蓄電池組兩端的電壓值與所述預(yù)設(shè)的下限電壓值相等時(shí)，所述DSP核心控制器通過(guò) 所述系統(tǒng)主監(jiān)控器啟動(dòng)所述外部備用電源給所述高壓主母線供電，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率 穩(wěn)定為預(yù)設(shè)值。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，其特 征在于還包括一上位機(jī)和一人機(jī)界面，所述上位機(jī)通過(guò)RS485接口與所述系統(tǒng)主監(jiān)控器 進(jìn)行信息交互，以對(duì)所述充放電管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制，所述人機(jī)界面通過(guò)所述CAN 接口與所述系統(tǒng)主監(jiān)控器進(jìn)行信息交互，以對(duì)所述充放電管理系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、遠(yuǎn)程控 制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兆瓦級(jí)風(fēng)電蓄電池組合獨(dú)立電源系統(tǒng)，包括若干組風(fēng)電機(jī)組，其各輸出端并聯(lián)接入高壓主母線；一蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括若干充放電管理系統(tǒng)，每一充放電管理系統(tǒng)交流側(cè)并聯(lián)接入公共母線上后，再接入高壓主母線；以及一系統(tǒng)主監(jiān)控器，其通過(guò)若干CAN接口與各充放電管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，并按照充放電管理系統(tǒng)的指令工作；若干組蓄電池組，每一蓄電池組連接對(duì)應(yīng)的充放電管理系統(tǒng)的直流端，并在上、下限電壓值范圍內(nèi)與高壓主母線和蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)形成的PCC點(diǎn)進(jìn)行有功功率、無(wú)功功率的雙向調(diào)節(jié)，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；一外部備用電源，其在蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的系統(tǒng)主監(jiān)控器的控制下為高壓主母線供電，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定；一卸載電荷，其在蓄電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的系統(tǒng)主監(jiān)控器的控制下消耗掉高壓主母線輸出的電能，使PCC點(diǎn)的電壓和頻率穩(wěn)定。本發(fā)明易于實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了成本，能夠輸出高質(zhì)量電能，可以應(yīng)用在海上油田平臺(tái)和偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101794997SQ20101014229
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者尚景宏, 施剛, 曹云峰, 朱鵬, 李征, 林偉明, 羅銳, 蔡旭 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油新能源投資有限責(zé)任公司;上海交通大學(xué)