CN109301865B - 用于风电机组的储能系统的控制方法和通讯管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风电机组的储能系统的控制方法和通讯管理系统，用于保证储能系统在正常情况或极端天气下的安全运行。方法包括：储能协调控制器获取风电场的相关信息以及风电机组的实时信息；储能协调控制器根据获取的信息向储能系统下发控制指令，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式。本发明方法可以根据获取的风电场及风电机组的信息控制储能系统在两种运行模式之间切换，保证储能系统在极端条件下安全启动运行，在失去外部电网电力支持期间支持其自用电系统的正常运行，有效的提高风电机组的安全性。同时，在风电机组正常运行状态下，通过储能系统的充放电控制，可实现风机并网功率调节，提升机组上网电量。

Description

用于风电机组的储能系统的控制方法和通讯管理系统

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于风电机组的储能系统的控制方法和通讯管理系统。

背景技术

风力发电是一种发展较早、目前已较为成熟的新能源发电技术，其地位已愈发重要。随着风电技术逐渐由陆上转移到海上，海上风力发电已经成为可再生能源发展领域的焦点。为保证风机偏航系统在外部电网断电的情况仍然可以正常运转，现有的风力发电机组大多配置有备用电源。

比较常见的是以柴油发电机组作为其备用电源。但柴油发电机组具有安全可靠性不足的问题。利用储能系统作为风电机组备用电源，可以解决柴油发电机组安全可靠性不足的问题，提高风力发电机组的抗灾能力及其上网电量。

储能系统作为备用电源，需考虑两个方面的问题：1)储能系统的控制结构；2)储能系统的控制策略；以实现对储能系统的控制，保证储能系统在正常情况或极端天气下的安全启动运行。

发明内容

本发明实施例提供一种用于风电机组的储能系统的控制方法和通讯管理系统，用于保证储能系统在正常情况或极端天气下的安全运行。

本发明第一方面提供一种用于风电机组的储能系统的控制方法，包括：储能协调控制器获取风电场的相关信息以及风电机组的实时信息；储能协调控制器根据获取的信息向储能系统下发控制指令，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式。

一种可能的实现方式中，储能协调控制器根据获取的信息向储能系统下发控制指令，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式，包括：储能协调控制器从获取的信息中检测台风信号；若检测到的台风信号为台风切入信号，则控制储能系统进入台风运行模式；若检测到的台风信号为台风切出信号，或者，未检测到台风信号，则控制储能系统进入正常运行模式。

一种可能的实现方式中，在台风运行模式下，若外部电网断电且自耗电开关断开，则储能系统运行电压频率变换V/F模式，在V/F模式下，储能系统放电，对风电机组的自用电系统供电；在正常运行模式下，若自耗电开关闭合，则储能系统运行于电流源PQ模式，在PQ模式下：当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值的时候，控制所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值的时候，控制所述储能系统放电；其中，第一设定值大于第二设定值。

一种可能的实现方式中，控制储能系统进入正常运行模式包括：判断自耗电开关是否闭合；若没有闭合，则进一步判断储能系统是否关机；若已关机，则闭合自耗电开关；若没有关机，则控制储能系统关机，再闭合自耗电开关；然后开启储能系统并下发PQ运行指令，控制储能系统运行于PQ模式。

一种可能的实现方式中，方法还包括：若自耗电开关闭合，则进一步判断储能系统的运行模式；若储能系统当前运行在V/F模式下，则控制储能系统切换到PQ模式；若储能系统当前运行在PQ模式下，则进一步根据风电机组的实时信息控制储能系统具体工作于自由发电模式或限电模式。

一种可能的实现方式中，根据风电机组的实时信息控制储能系统具体工作于自由发电模式或限电模式包括：在限电模式下：若储能系统剩余电量小于100％，则控制储能系统充电；在自由发电模式：进一步检测所述风电机组的实测功率，当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值的时候，控制所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值的时候，控制所述储能系统放电；其中，第一设定值大于第二设定值。

一种可能的实现方式中，控制储能系统进入台风运行模式包括：若收到外部电网断电信号，则进一步判断自耗电开关是否断开；若自耗电开关闭合，则进一步判断储能系统是否关机；若已关机，则断开自耗电开关；若没有关机，则控制储能系统关机，再断开自耗电开关；然后开启储能系统并下发V/F运行指令，控制储能系统进入V/F模式。

一种可能的实现方式中，方法还包括：若自耗电开关断开，则进一步判断储能系统的运行模式；若储能系统当前运行在V/F模式下，则保持不变；若储能系统当前运行在PQ模式下，则控制储能系统切换到V/F模式，并将电压设定值和额定功率设定值下发给储能双向变流器。

一种可能的实现方式中，方法还包括：若没有收到外部电网断电信号，且储能系统剩余电量小于第一设定值，则控制储能系统充电。

本发明第二方面提供一种用于风电机组的储能系统的通讯管理系统，所述风电机组包括储能系统，所述储能系统包括：储能电池系统，储能双向变流器PCS，和储能监控系统；所述储能电池系统包括电池模组和用于监测并控制所述电池模组的电池管理系统，所述电池模组经所述PCS接入所述风电机组的母线，所述电池管理系统分别与所述电池模组、所述PCS以及所述储能监控系统连接；所述通讯管理系统包括：风电场能量管理系统SCADA监控系统，风电机组主控系统，以及储能协调控制器；所述风电机组主控系统，用于获取风电机组的实时信息，进行风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证电网兼容性；所述SCADA监控系统，用于获取所述风电机组主控系统传输的风电机组的实时信息，获取所述储能协调控制器传输的所述储能系统的信息，向所述风电机组主控系统下发控制指令，通过控制所述风电机组主控系统实现对所述风电机组的控制，以及向所述储能协调控制器传输风电场的相关信息；所述储能协调控制器，用于获取所述风电机组主控系统传输的风电机组的实时信息，获取所述储能系统的信息并传输至所述SCADA监控系统，获取所述SCADA监控系统传输的风电场的相关信息，根据获取的上述信息生成控制指令，并向所述储能系统下发控制指令，实现对所述储能系统的控制，以控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明方法，为储能系统设置两种运行模式即正常运行模式和台风运行模式，储能协调控制器可以根据获取的风电场及风电机组的信息控制储能系统在两种运行模式之间切换，保证储能系统在极端条件下安全启动运行，在风电机组失去外部电网电力支持期间支持其偏航系统等自用电系统的正常运行，有效的提高风电机组的安全性。储能控制系统在“正常运行模式”与“台风运行模式”之间的有效切换，使储能系统能够安全可靠地为风电机提供备用电。同时，在风电机组正常运行状态下，通过储能系统的充放电控制，可实现风机并网功率调节，提升机组上网电量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一实施例风电机组的架构示意图；

图2是本发明一实施例提供的用于风电机组的储能系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例储能系统接入风电机组且处于并网状态的示意图；

图4是本发明一实施例储能系统接入风电机组且处于离网状态的示意图；

图5是本发明一实施例风电机组的具体结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的用于风电机组的储能系统的控制方法的流程示意图；

图7是本发明一实施例两种控制模式切换的逻辑流程图；

图8是本发明一实施例正常运行模式的逻辑流程图；

图9是本发明一实施例台风运行模式的逻辑流程图；

图10是本发明一实施例用于风电机组的通讯管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

请参考图1，本发明实施例中，风电机组可包括风机1，用于支撑风机1的塔架系统2，以及传动链系统、偏航系统等。其中，风机是风力发电机的简称，风机1主要包括风轮和发电机，风机主要包括叶轮、轮毂系统等。塔架系统2主要包括用于支撑风机的塔筒21和用于支撑塔筒21的基础平台22。特别的，本发明实施例中，风电机组还可包括用于风电机组的储能系统3。

请参考图2，本发明实施例提供一种用于风电机组的储能系统，可包括：

储能电池系统30，储能双向变流器(PCS)31，和储能监控系统32；

所述储能电池系统30可包括电池模组301和用于监测并控制所述电池模组301的电池管理系统302，所述电池模组301经所述PCS 31接入所述风电机组的母线，所述电池管理系统302分别与所述电池模组301、所述PCS 31以及所述储能监控系统32连接；

所述PCS 31用于进行交直流的变换，实现所述风电机组与所述电池模组301的能量转换；

所述储能电池系统30用作所述风电机组的备用电源，在满足充电条件时被所述风电机组经所述PCS充电，在满足放电条件时经所述PCS向所述风电机组的自用电系统供电；

所述储能监控系统32用于检测、管理和控制整个储能系统。

其中，自用电系统是风电机组中需要电力驱动的各系统的统称。所述储能系统是电能存储和释放的主要载体，经PCS升压后接入风电机组系统电源。

可选的，所述储能电池系统30还包括空调设备、照明设备及消防设备等。

可选的，所述PCS经低压开关接入所述风电机组的400V母线，实现与所述自用电系统连接，所述低压开关受所述储能监控系统控制。

可选的，所述储能电池系统和所述PCS设于储能柜内，所述储能柜独立安装于所述基础平台。

可选的，所述电池模组采用化学锂电池。化学锂电池具有高循环次数的特点，能保证储能系统具备长久的生命周期。

可选的，若所述风电机组处于并网状态，所述储能系统处于电流源PQ控制模式；若所述风电机组处于离网状态，所述储能系统处于电压频率变换V/F控制模式。

可选的，在PQ控制模式下：当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值例如100％的时候，为所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值例如30％的时候，所述储能系统放电。第一设定值大于第二设定值。

可选的，在V/F控制模式下，所述储能系统放电。

可选的，所述储能系统不参与风电机组的控制以及全场的控制，只根据所采集的全场信息以及风电机组实时信息，结合自身的运行情况，给出储能系统的控制指令。

请参考图3和图4，是本发明的储能系统接入风电机组的示意图。储能电池系统(BAT)经PCS升压后接入风力发电机组400V母线侧，然后经变压器T2升压至690V母线侧，接入风电机组自用电系统以及风电机组变流器侧。风电机组变流器经变压器T1接入电网35kV母线。其中，35kV母线和变压器T1之间、变压器T1和变流器之间、变压器T1和变压器T2之间、变压器T2和400V母线之间，分别设有开关Q1、Q2、Q3和Q4。

本实施例中，风电机组正常工作状态或者说并网工作状态下，风机所产生的电能经变流器变流以及变压器T1升压至35kV母线侧外送。风电机组离网工作状态下，储能系统放电，经400V母线向风力发电组自用电系统供电。如图3和图4所示，分别是风电机组处于并网状态和离网状态的示意图。

请参照图3，当风力发电机组处于并网状态，即开关Q1、Q2、Q3、Q4闭合时，储能系统运行在Mode1状态下，PCS接收上级管理系统例如储能协调控制器给出的控制指令，进入电流源(PQ)控制模式。具体的说，当储能系统运行于电流源(PQ)模式可按以下方式执行：方式一、若风力发电机组的实测功率超过其额定功率，且储能系统剩余电量小于第一设定值例如100％的时候为储能系统充电；方式二、当风力发电机组功率小于其额定功率的时候，且储能系统剩余电量大于第二设定值例如30％的时候，储能系统放电。可选的，为避免风机在额定功率功率范围时频繁的充放电，可设置控制滞回，例如对于方式一可设置为剩余电量小于第一设定值且持续一定时间后才执行充电操作，对于方式二可设置为大于第二设定值且持续一定时间后才执行放电操作。

请参考图4，当风力发电机组处于离网状态，即开关Q1、Q2、Q3、Q4断开时，储能系统运行于Mode2状态下，PCS接收上级管理系统给出的控制指令，实现电压频率变换(V/F)控制。在V/F控制模式下，储能系统可执行放电操作，为风电机组的自用电系统供电。

请参考图5，示出了储能系统的一种具体结构图，该储能系统可包括：储能系统包括储能电池系统、储能双向变流器(PCS)和储能监控系统；储能电池系统具体包括电池模组(BP)和电池管理系统(BMS)。其中，储能电池系统经PCS升压后接入风力发电机组400V母线侧。BMS分别与电池模组(BP)、储能双向变流器(PCS)以及储能监控系统通讯连接。PCS和风电机组的400V母线之间可串联有低压开关，该低压开关可受储能监控系统控制。

以上，本发明提供了一种用于风电机组的储能系统。所述储能系统可用作风电机组的备用电源，保证在极端条件下安全启动运行，在风电机组失去外部电网电力支持期间保证其偏航系统等自用电系统的正常运行，有效的提高风电机组的安全性。对于海上且交通不便利的区域，此储能系统相较于柴油发电机组的优势则更加明显。同时，在风力发电机组正常运行状态下，通过储能系统的充放电控制，可实现风机并网功率调节，提升机组上网电量。

请参考图6，本发明一个实施例，提供一种用于风电机组的储能系统的控制方法，该方法可由储能协调控制器执行，储能协调控制器分别与风电场能量管理系统(SCADA)监控系统、风电机组主控系统以及储能系统连接，是用来协调控制储能系统的装置。该方法可包括：

61、储能协调控制器获取风电场的相关信息以及风电机组的实时信息；

62、储能协调控制器根据获取的信息向储能系统下发控制指令，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式。

本发明方法是利用储能协调控制器实现对储能系统的控制。所述储能系统协调控制器不参与风电机组的控制以及风电场全场的控制，只根据所采集的风电场的相关信息以及风电机组的实时信息，结合自身的运行情况，给出储能系统的控制指令。

所述储能系统控制方法，根据天气状况控制储能系统运行于不同控制模式下。所述控制模式分为“正常运行模式”与“台风运行模式”。

“正常运行模式”下，储能系统主要运行于电流源(PQ)模式。在PQ模式下，风电机组的实测功率超过其额定功率，且储能系统剩余电量小于设定值例如100％的时候为储能系统充电；当风力发电机组功率小于其额定功率的时候，且储能系统剩余电量大于设定值例如30％的时候，储能系统放电；为避免风机在额定功率功率范围时频繁的充放电，可设置控制滞回。

“台风运行模式”下，当风力发电机组读取或是储能双向变流器检测到外部电网断电信号后，给储能系统下发控制指令，使储能系统从PQ模式切换到电压频率变换(V/F)运行模式。在V/F模式下，储能系统放电，对风电机组的自用电系统供电。

一些实施方式中，储能协调控制器根据获取的信息向储能系统下发控制指令，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式的步骤，即，“正常运行模式”与“台风运行模式”的切换步骤，可包括：

储能协调控制器从获取的信息中检测台风信号；

若检测到的台风信号为台风切入信号，则控制储能系统进入台风运行模式；

若检测到的台风信号为台风切出信号，或者，未检测到台风信号(即台风切入信号和台风切除信号这两种信号都没有检测到)，则控制储能系统进入正常运行模式；

若同时检测到台风切入信号和台风切除信号这两种信号，说明发生错误，此时的解决方法可以是，讲上一个周期的控制模式作为当前控制模式的给定值，继续采用上一个周期的控制模式。

其中，如果系统要从“台风运行模式”切入到“正常运行模式”，则需要确保“自耗电开关”状态是“闭合”状态；如果没有闭合，则说明上一个状态是“台风模式”，或者是正在过渡的过程中，需要储能系统先关机，然后再闭合开关，再给储能系统下发PQ运行指令。

如果系统要从“正常运行模式”切入到“台风运行模式”，则需要先使储能系统停机，然后断开“自耗电开关”，之后再开启储能系统运行在V/F控制模式。

如上，一些实施方式中，在台风运行模式下，若外部电网断电且自耗电开关断开，则储能系统运行在电压频率变换V/F模式，在V/F模式下，储能系统放电，对风电机组的自用电系统供电；在正常运行模式下，若自耗电开关闭合，则储能系统运行于电流源PQ模式，在PQ模式下：当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值的时候，控制所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值的时候，控制所述储能系统放电；其中，第一设定值大于第二设定值。

下面分别说明两种运行模式。

一、正常运行模式

控制储能系统进入正常运行模式的控制流程可包括：

S1、判断自耗电开关是否闭合；

S2、若没有闭合，则进一步判断储能系统是否关机；若已关机，则闭合自耗电开关；若没有关机，则控制储能系统关机，再闭合自耗电开关；然后开启储能系统并下发PQ运行指令，控制储能系统运行于PQ模式。也就是说，确保储能系统关机，才闭合自耗电开关。

S3、若自耗电开关闭合，则进一步判断储能系统的运行模式；

若储能系统当前运行在V/F模式下，则控制储能系统切换到PQ模式；

若储能系统当前运行在PQ模式下，则进一步根据风电机组的实时信息控制储能系统具体工作于自由发电模式或限电模式。

其中，根据风电机组的实时信息控制储能系统具体工作于自由发电模式或限电模式包括：

在限电模式下：若储能系统剩余电量小于100％，则控制储能系统充电；

在自由发电模式：进一步检测所述风电机组的实测功率，当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值的时候，控制所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值的时候，控制所述储能系统放电；其中，第一设定值大于第二设定值。

二、台风运行模式

控制储能系统进入台风运行模式的控制流程可包括：

S1、若收到外部电网断电信号，则进一步判断自耗电开关是否断开；

S2、若自耗电开关闭合，则进一步判断储能系统是否关机；若已关机，则断开自耗电开关；若没有关机，则控制储能系统关机，再断开自耗电开关；然后开启储能系统并下发V/F运行指令，控制储能系统进入V/F模式。

S3、若自耗电开关断开，则进一步判断储能系统的运行模式；

若储能系统当前运行在V/F模式下，则保持不变；

若储能系统当前运行在PQ模式下，则控制储能系统切换到V/F模式，并将电压设定值和额定功率设定值下发给储能双向变流器。

其中，若没有收到外部电网断电信号，且储能系统剩余电量小于第一设定值，则控制储能系统充电。

以上，对本发明实施例方法做了简要说明。

下面，结合具体的应用场景实施例，做进一步详细的说明。

参照图7，是储能系统在两种模式之前切换的逻辑流程图。如图7所示，储能系统模式1为“正常运行模式”运行，模式2为“台风运行模式”运行，当收到“进入台风指令”，则储能系统在“台风运行模式”下运行，当收到“离开台风指令”或没有接收任何指令，储能系统在“正常运行模式”下运行，若同时接收到“进入台风指令”与“离开台风指令”两个指令，则打印“指令输入有误”，同时将上一周期的控制模式作为当前控制模式给定值。

请参考图8，是“正常运行模式”逻辑流程图，对此逻辑流程图说明如下：

如果系统要从“台风运行模式”切入到“正常运行模式”，则需要确保“自耗电开关”状态是“闭合”状态；如果没有闭合，则说明上一个状态是“台风运行模式”，或者是正在过渡的过程中，需要储能系统先关机，然后再闭合开关，再给储能系统下发PQ运行指令。

当储能双向逆变器处于PQ运行模式下，又根据风力发电机组的控制状态从而控制储能系统处于“充电模式”或“放电模式”。

风力发电机组的控制状态又分为“限电模式”或“自由发电模式”。若风力发电机组处于“限电模式”，且储能系统电池剩余电量(SOC)小于第一设定值SOC_max，SOC_max＝100％，则为储能系统下发充电指令；若风力发电机组处于“自由发电模式”，则需进一步检测风力发电机组实测功率。为避免风机在额定功率范围时频繁的充放电，设置控制滞回，滞回范围为正负100毫秒。当风力发电机组实测功率小于其额定功率且电池剩余电量大于大于第二设定值SOC_min，SOC_min＝30％时，为储能系统下发“放电指令”；当风力发电机组实测功率大于其额定功率且电池剩余电量小于100％时，为储能系统下发“充电指令”。

请参考图9，是“台风运行模式”逻辑流程图，对此逻辑流程图说明如下：

“台风运行模式”下，若外部电网没有发生故障，市电没有中断，则检测储能荷电状态(即电池剩余电量SOC)是否小于100％，如果小于100％，则对储能系统下发充电指令；若外部电网发生故障，接收到“外部电网断电信号”(即“市电中断”)信号，则需确认自耗电开关断开，同时检测储能双向变流器PCS是否在V/F模式下运行，若是，则保持其状态不变，若储能双向变流器PCS在PQ模式下运行，则需给储能双向变流器PCS下发V/F控制指令，将电压设定值和额定功率设定值下发给PCS。若自耗电开关没有断开，需再确认储能系统是否关机，如果关机，则给自耗电开关下发断开指令，如果未关机，则令储能系统关机，然后再闭合开关，再给储能系统下发V/F运行指令。

请参考图10，本发明还提供一种用于风电机组的通讯管理系统，用来管理和控制用于风电机组的储能系统，所述储能系统包括：储能电池系统，储能双向变流器PCS，和储能监控系统；所述储能电池系统包括电池模组和用于监测并控制所述电池模组的电池管理系统，所述电池模组经所述PCS接入所述风电机组的母线，所述电池管理系统分别与所述电池模组、所述PCS以及所述储能监控系统连接；

所述通讯管理系统包括：风电场能量管理系统(SCADA)监控系统1001，风电机组主控系统1002，以及储能协调控制器1003；风电机组主控系统1002用于管理风电机组，储能协调控制器1003用于控制储能系统。

所述风电机组主控系统1002，用于获取风电机组的实时信息，进行风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证电网兼容性；

所述SCADA监控系统1001，用于获取所述风电机组主控系统传输的风电机组的实时信息，获取所述储能协调控制器传输的所述储能系统的信息，向所述风电机组主控系统下发控制指令，通过控制所述风电机组主控系统实现对所述风电机组的控制，以及向所述储能协调控制器传输风电场的相关信息；

所述储能协调控制器1003，用于获取所述风电机组主控系统传输的风电机组的实时信息，获取所述储能系统的信息并传输至所述SCADA监控系统，获取所述SCADA监控系统传输的风电场的相关信息，根据获取的上述信息生成控制指令，并向所述储能系统下发控制指令，实现对所述储能系统的控制，以控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式。

如图10所示，实线表示控制信号传输方向，储能协调控制器给出控制指令至储能系统，实现对储能系统的控制；同样地，风电场能量管理系统SCADA监控系统给出控制指令至风电机组主控系统，通过对风电机组主控系统的控制，进而实现对风电机组的控制。

如图10所示，虚线表示相关状态信息传输方向，储能协调控制器获取储能系统信息，并传输储能系统信息至风电场能量管理系统SCADA监控系统，风电机组主控系统获取风电机组相关状态参数信息并传输至SCADA监控系统和储能协调控制器，储能协调控制器可接收SCADA监控系统传输的风电场相关信息和风电机组主控系统传输的风光电机组相关状态参数信息。

如图10所示，储能系统，储能协调控制器、SCADA监控系统、风电机组主控系统、风电机组共同构成了通讯管理系统的通讯结构，以实现对储能系统的控制目的。

综上所述，本发明实施例提供了一种用于风电机组的储能系统的控制方法和通讯管理系统。通过采用上述技术方案，本发明实施例具有以下优点：

本发明方法，为储能系统设置两种运行模式即正常运行模式和台风运行模式，储能协调控制器可以根据获取的风电场及风电机组的信息控制储能系统在两种运行模式之间切换，保证储能系统在极端条件下安全启动运行，在风电机组失去外部电网电力支持期间支持其偏航系统等自用电系统的正常运行，有效的提高风电机组的安全性。储能控制系统在“正常运行模式”与“台风运行模式”之间的有效切换，使储能系统能够安全可靠地为风电机提供备用电。同时，在风电机组正常运行状态下，通过储能系统的充放电控制，可实现风机并网功率调节，提升机组上网电量。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于风电机组的储能系统的控制方法，其特征在于，包括：

储能协调控制器获取风电场的相关信息以及风电机组的实时信息；

储能协调控制器根据获取的信息向储能系统下发控制指令，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式；

储能协调控制器根据获取的信息向储能系统下发控制指令，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式，包括：储能协调控制器从获取的信息中检测台风信号；若检测到的台风信号为台风切入信号，则控制储能系统进入台风运行模式；若检测到的台风信号为台风切出信号，或者，未检测到台风信号，则控制储能系统进入正常运行模式；

在台风运行模式下，若外部电网断电且自耗电开关断开，则储能系统运行电压频率变换V/F模式，在V/F模式下，储能系统放电，对风电机组的自用电系统供电；

在正常运行模式下，若自耗电开关闭合，则储能系统运行于电流源PQ模式，在PQ模式下：当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值的时候，控制所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值的时候，控制所述储能系统放电；其中，第一设定值大于第二设定值；

控制储能系统进入正常运行模式包括：判断自耗电开关是否闭合；若没有闭合，则进一步判断储能系统是否关机；若已关机，则闭合自耗电开关；若没有关机，则控制储能系统关机，再闭合自耗电开关；然后再开启储能系统并下发PQ运行指令，控制储能系统运行于PQ模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制储能系统进入正常运行模式还包括：

若自耗电开关闭合，则进一步判断储能系统的运行模式；

若储能系统当前运行在V/F模式下，则控制储能系统切换到PQ模式；

若储能系统当前运行在PQ模式下，则进一步根据风电机组的实时信息控制储能系统具体工作于自由发电模式或限电模式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据风电机组的实时信息控制储能系统具体工作于自由发电模式或限电模式包括：

在限电模式下：若储能系统剩余电量小于100％，则控制储能系统充电；

在自由发电模式：进一步检测所述风电机组的实测功率，当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值的时候，控制所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值的时候，控制所述储能系统放电；其中，第一设定值大于第二设定值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制储能系统进入台风运行模式包括：

若收到外部电网断电信号，则进一步判断自耗电开关是否断开；

若自耗电开关闭合，则进一步判断储能系统是否关机；若已关机，则断开自耗电开关；若没有关机，则控制储能系统关机，再断开自耗电开关；然后开启储能系统并下发V/F运行指令，控制储能系统进入V/F模式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

若自耗电开关断开，则进一步判断储能系统的运行模式；

若储能系统当前运行在V/F模式下，则保持不变；

若储能系统当前运行在PQ模式下，则控制储能系统切换到V/F模式，并将电压设定值和额定功率设定值下发给储能双向变流器。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

若没有收到外部电网断电信号，且储能系统剩余电量小于第一设定值，则控制储能系统充电。

7.一种用于风电机组的储能系统的通讯管理系统，其特征在于，所述风电机组包括储能系统，所述储能系统包括：储能电池系统，储能双向变流器PCS，和储能监控系统；所述储能电池系统包括电池模组和用于监测并控制所述电池模组的电池管理系统，所述电池模组经所述PCS接入所述风电机组的母线，所述电池管理系统分别与所述电池模组、所述PCS以及所述储能监控系统连接；

所述通讯管理系统包括：风电场能量管理系统SCADA监控系统，风电机组主控系统，以及储能协调控制器；

所述风电机组主控系统，用于获取风电机组的实时信息，进行风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证电网兼容性；

所述SCADA监控系统，用于获取所述风电机组主控系统传输的风电机组的实时信息，获取所述储能协调控制器传输的所述储能系统的信息，向所述风电机组主控系统下发控制指令，通过控制所述风电机组主控系统实现对所述风电机组的控制，以及向所述储能协调控制器传输风电场的相关信息；

所述储能协调控制器，用于获取所述风电机组主控系统传输的风电机组的实时信息，获取所述储能系统的信息并传输至所述SCADA监控系统，获取所述SCADA监控系统传输的风电场的相关信息，根据获取的上述信息生成控制指令，并向所述储能系统下发控制指令，实现对所述储能系统的控制，以控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式；

其中，控制储能系统运行于正常运行模式或台风运行模式，包括：从获取的信息中检测台风信号；若检测到的台风信号为台风切入信号，则控制储能系统进入台风运行模式；若检测到的台风信号为台风切出信号，或者，未检测到台风信号，则控制储能系统进入正常运行模式；

在台风运行模式下，若外部电网断电且自耗电开关断开，则储能系统运行电压频率变换V/F模式，在V/F模式下，储能系统放电，对风电机组的自用电系统供电；

在正常运行模式下，若自耗电开关闭合，则储能系统运行于电流源PQ模式，在PQ模式下：当所述风电机组的实测功率超过额定功率，且所述储能系统剩余电量小于第一设定值的时候，控制所述储能系统充电；当所述风电机组的实测功率小于额定功率，且所述储能系统剩余电量大于第二设定值的时候，控制所述储能系统放电；其中，第一设定值大于第二设定值；

控制储能系统进入正常运行模式包括：判断自耗电开关是否闭合；若没有闭合，则进一步判断储能系统是否关机；若已关机，则闭合自耗电开关；若没有关机，则控制储能系统关机，再闭合自耗电开关；然后再开启储能系统并下发PQ运行指令，控制储能系统运行于PQ模式。

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