CN104485667A - 一种可用于海洋养殖系统的风电系统及其电能提供方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于海洋养殖系统的风电系统及其电能提供方法，该系统至少包括：风电场，用于将风能转换为电能输出；判断模块，用于判断所述风电场输出的电能的电能质量是否良好，于判断结果为电能质量良好时，将所述风电场通过输电线路并网供电，于判断结果为电能质量不佳时，将所述风电场的输出连接至变流模块；变流模块，利用变流器对所述风电场输出的电能进行整流；变压模块，连接所述变流模块，对所述变流模块的输出进行降压；海洋养殖场供电系统，连接于所述变压模块，本发明可有效提高风能资源的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，特别是一种可用于海洋养殖系统的风电系统及其电能提供方法。
背景技术
我国风能资源丰富的地区多集中在西北地区和东南部地区海上。风能的不定量性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动性的，一段时间内无法并入电网运行。一些风能资源丰富地区出现了风电机组限功率运行，风电机组不能并入电网等现象。尤其是海上风电场，一些建设完成的风电场由于投入成本和技术水平等原因甚至不能并网，导致风电场“弃风”现象。另外，因为电能的产生和消耗是同时进行的，电能不易被储存，如果发电机发出的电能不能被使用的话也会对发电设备、电网、以及负荷造成影响。尤其是在夜间负荷消耗的功率较小时，由于风电场本身存在的局限性，风电机组发出的电能和负荷消耗的电能存在“逆差”，只能将风电机组关停，造成“弃电”。
而另一方面，光照是水体升温的主要因素，所有绿色植物进行光合作用均需光照；通过光合作用，合成有机物质，释放出氧气，不仅给水产动物提供绝大部分氧气，同时还是鲢、鳙等鱼类的天然饲料。此外，光照中的紫外线，还能杀死水中的有害细菌，使养殖的水产动物能够健康生长。因此，光照的时间越长，越有利于水产动物的生长及天然饲料生物的繁殖，从而使水产养殖获得高产。
因此，如果能充分利用风电场多余电力资源和丰富的海洋资源，利用光照技术进行海上养殖场建设，将会大大提高风电场运行的附加值，同时更加有利于海洋资源的生长发展。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种可用于海洋养殖系统的风电系统及其电能提供方法，其可以有效地提高风能资源的利用率。
为达上述及其它目的，本发明提出一种可用于海洋养殖系统的风电系统，至少包括：
风电场，用于将风能转换为电能输出；
判断模块，用于判断所述风电场输出的电能的电能质量是否良好，于判断结果为电能质量良好时，将所述风电场通过输电线路并网供电，于判断结果为电能质量不佳时，将所述风电场的输出连接至变流模块；
变流模块，利用变流器对所述风电场输出的电能进行整流；
变压模块，连接所述变流模块，对所述变流模块的输出进行降压；
海洋养殖场供电系统，连接于所述变压模块。
进一步地，所述电能质量良好为符合并网的要求。
进一步地，所述判断模块还判断远端电网功率需求量的大小，于电能质量良好且远端电网功率需求量大时，将所述风电场通过输电线路并网供电。
进一步地，所述判断模块于判断出电能质量不佳或远端电网功率需求量较小时，将所述风电场连接至所述变流模块。
进一步地，所述海洋养殖场供电系统用于向养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统提供电能。
为达到上述目的，本发明还提供一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法，包括如下步骤：
步骤一，利用风电场将风能转换为电能；
步骤二，对所述风电场输出的电能的电能质量进行判断；
步骤三，若所述风电场输出的电能质量良好，则将所述风电场的输出通过输电线路并网供电；若所述风电场输出的电能质量不佳，则将该风电场的输出进行整流、降压后输出至海洋养殖场供电系统。
进一步地，于步骤二中，还包括判断远端电网功率需求量的大小的步骤。
进一步地，于步骤三中，若所述风电场输出的电能质量良好且远端电网功率需求量大，则将所述风电场的输出通过输电线路并网供电。
进一步地，于步骤三中，若所述风电场输出的电能质量不佳或远端电网功率需求量较小，则将该风电场的输出进行整流、降压后输出至海洋养殖场供电系统。
进一步地，所述海洋养殖场供电系统用于向养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统提供电能。
与现有技术相比，本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统及其电能提供方法于风电机组发出的电能质量良好，且远端电网功率需求量大时，将风电场通过输电线路并网供电，而于风电机组发出的电能波动性较大，不适合直接向电网并网供电时通过变流器整流以及变压器降压等变流变压过程，向风电养殖场供电系统供电，有效地提高了风能资源的利用率。
附图说明
图1为本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统的系统结构图；
图2为本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统的系统结构图。如图1所示，本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统，至少包括：风电场101、判断模块102、变流模块103、变压模块104以及海洋养殖场供电系统105。其中，风电场101用于将风能转换为电能；判断模块101用于判断风电场101产生的电能的电能质量是否良好，是否符合电网并入的要求，同时，判断远端电网功率需求量的大小，若该风电场101产生的电能质量良好，符合电网并网的要求，同时判断远端电网功率需求量大，则将风电场101通过输电线路并网供电，若该风电场101产生电能质量不佳，例如发出的电能波动性较大，不适合直接向电网并网供电时或者判断远端电网功率需求量较小时，将风电场101连接至变流模块103，变流模块103利用变流器对风电场101输出的电能进行变流，并通过变压模块104利用变压器对变流后的电能进行变压处理后，提供给海洋养殖场供电系统105以给海洋养殖场进行供电。
对于判断模块的电能质量的判断，具体地说，根据由中国电力科学研究院、新能源研究所制定的《中国的风电并网及并网标准》对风电场并网提出了一系列标准，包括电压指标、稳定性指标、电能质量指标及电力系统的调峰能力等约束条件。例如，当公共电网电压处于正常范围内时，风电场应当能够控制风电场并网点电压在额定电压的97％-107％范围内，否则不应当并网运行。通过对规定指标的测量，判断可以得出风电场发出的电能质量是否良好。至于对于远端电网功率需求量大的判断，这是广义上的需求大，电网上带有足够多的负荷，即有大量的用户使用电能，例如白天工厂生产，公司上班，对电能需求量大。而到了晚上尤其是深夜耗电量要远小于白天那么需求量就不大。风电场所发电能满足并网标准，而且并网之后输送出的电能可以被电网所利用、消耗，那么风电场应根据调度命令优先给电网供电。
海上养殖包括海生物养殖、海洋鱼类养殖、海产品养殖等。在本发明较佳实施例中，海洋养殖场供电系统105包括养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统。本发明将风电场101产生的波动性电能通过简单处理，虽然不能达到并网水平，但是足够向养殖场照明系统、温控加热系统、海水体循环系统进行供电，这样大大降低了一次设备投入的成本，提高了风电场运行的附加值。
其中，养殖场照明系统主要用于对海洋的生物实行夜间光照。海洋养殖场，实行夜间照明养殖，大大缩短了海洋植物的生长周期，扩大了产能。而且夜间由于浮游生物的趋光性特点，光照的养殖场能吸引更多的浮游生物等有机天然饲料，更加的降低了养殖成本，实现综合化养殖。光照技术在夜间不但给藻类等海洋植物提供光合作用必须的光照条件，促进海洋植物生长。而且特殊处理的照明灯能有效杀死渔场里有害细菌，减少病虫害，提高产量。同时，由于长时间的光照，局部海水温度升高更适应海洋动植物生长。
海水加热温控系统用于对于温度要求严格的海洋作物进行水温控制，实现人工养殖；海水体循环系统，用于定期地利用水泵抽水加速海水流通，提高养殖场海水质量。
图2为本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法，包括如下步骤：
步骤201，利用风电场将风能转换为电能；
步骤202，对风电场输出的电能的电能质量进行判断，判断风电场输出的电能的电能质量是否良好，是否符合电网并入的要求，同时，判断远端电网功率需求量的大小；
步骤203，若该风电场产生的电能质量良好，符合电网并网的要求，同时判断远端电网功率需求量大，则将风电场的输出通过输电线路并网供电；
步骤204，若该风电场产生的电能质量不佳，例如发出的电能波动性较大，不适合直接向电网并网供电时或者判断远端电网功率需求量较小时，将该风电场的输出进行整流、降压后输出至海洋养殖场供电系统，以向海洋养殖场提供电能。
在本发明较佳实施例中，海洋养殖场供电系统105包括养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统。其中，养殖场照明系统主要用于对海洋的生物实行夜间光照。海洋养殖场，实行夜间照明养殖，大大缩短了海洋植物的生长周期，扩大了产能。而且夜间由于浮游生物的趋光性特点，光照的养殖场能吸引更多的浮游生物等有机天然饲料，更加的降低了养殖成本，实现综合化养殖。光照技术在夜间不但给藻类等海洋植物提供光合作用必须的光照条件，促进海洋植物生长。而且特殊处理的照明灯能有效杀死渔场里有害细菌，减少病虫害，提高产量。同时，由于长时间的光照，局部海水温度升高更适应海洋动植物生长。
海水加热温控系统用于对于温度要求严格的海洋作物进行水温控制，实现人工养殖；海水体循环系统，用于定期地利用水泵抽水加速海水流通，提高养殖场海水质量。
综上所述，本发明一种可用于海洋养殖系统的风电系统及其电能提供方法于风电机组发出的电能质量良好，且远端电网功率需求量大时，将风电场通过输电线路并网供电，而于风电机组发出的电能波动性较大，不适合直接向电网并网供电时通过变流器整流以及变压器降压等变流变压过程，向风电养殖场供电系统供电，有效地提高了风能资源的利用率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (10)
1.一种可用于海洋养殖系统的风电系统，至少包括：
风电场，用于将风能转换为电能输出；
判断模块，用于判断所述风电场输出的电能的电能质量是否良好，于判断结果为电能质量良好时，将所述风电场通过输电线路并网供电，于判断结果为电能质量不佳时，将所述风电场的输出连接至变流模块；
变流模块，利用变流器对所述风电场输出的电能进行整流；
变压模块，连接所述变流模块，对所述变流模块的输出进行降压；
海洋养殖场供电系统，连接于所述变压模块。
2.如权利要求1所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统，其特征在于：所述电能质量良好为符合并网的要求。
3.如权利要求2所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统，其特征在于：所述判断模块还判断远端电网功率需求量的大小，于电能质量良好且远端电网功率需求量大时，将所述风电场通过输电线路并网供电。
4.如权利要求3所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统，其特征在于：所述判断模块于判断出电能质量不佳或远端电网功率需求量较小时，将所述风电场连接至所述变流模块。
5.如权利要求4所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统，其特征在于：所述海洋养殖场供电系统用于向养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统提供电能。
6.一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法，包括如下步骤：
步骤一，利用风电场将风能转换为电能；
步骤二，对所述风电场输出的电能的电能质量进行判断；
步骤三，若所述风电场输出的电能质量良好，则将所述风电场的输出通过输电线路并网供电；若所述风电场输出的电能质量不佳，则将该风电场的输出进行整流、降压后输出至海洋养殖场供电系统。
7.如权利要求6所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法，其特征在于：于步骤二中，还包括判断远端电网功率需求量的大小的步骤。
8.如权利要求7所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法，其特征在于：于步骤三中，若所述风电场输出的电能质量良好且远端电网功率需求量大，则将所述风电场的输出通过输电线路并网供电。
9.如权利要求7所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统的电能提供方法，其特征在于：于步骤三中，若所述风电场输出的电能质量不佳或远端电网功率需求量较小，则将该风电场的输出进行整流、降压后输出至海洋养殖场供电系统。
10.如权利要求6所述的一种可用于海洋养殖系统的风电系统，其特征在于：所述海洋养殖场供电系统用于向养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统提供电能。
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