CN112615395A - 一种屋顶光储型风电场黑启动方法 - Google Patents

一种屋顶光储型风电场黑启动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种屋顶光储型风电场黑启动方法,在风电场送出线路停电后,风电场风速、储能系统和屋顶光伏满足启动条件,操作储能系统和屋顶光伏系统为风场35kV母线供电,进一步使得风力发电机辅机恢复供电,调整风力发电机至额定工作状态,恢复送出220kV母线供电,闭合并网断路器和线路断路器,实现输电线路充电,带动输电线路对侧负荷完成启动,巧妙的操作储能系统和屋顶光伏系统为风力发电系统提供启动电源,使其具备电源送出系统失电情况下的黑启动能力,实现屋顶光储型风电场黑启动。

Description

一种屋顶光储型风电场黑启动方法
技术领域
本发明属于新能源黑启动技术领域,具体涉及一种屋顶光储型风电场黑启动方法。
背景技术
电力系统黑启动是在人为、自然灾害或设备故障导致电网大面积停电的情况下,且无外界电源的帮助,通过本系统内具有自启动能力的机组启动,进一步带动无自启动能力的机组启动,逐步扩大系统恢复范围,尽量在最短的时间内恢复整个电网运行和为用户供电,最大程度降低停电损失。由于黑启动能够快速的对瓦解的电网进行恢复,能够最大程度的降低电网瓦解带来的损失,对于电网应对严重事故意义重大,电网对此非常重视。
近年来我国风电并网容量已突破19.3GW,已经超越核电成为第三大主力电源,随着各大电力集团新能源装机、比例不断增大,使得电网在黑启动恢复过程中考虑风电场参与黑启动的可行性。大部分风电地处山区地带,地表水资源匮乏,常规黑启动水电机组、燃机较少,但风力资源丰富,在该区域实施黑启动具有一定的优势,对于加快电网的恢复速度,减少由大停电而导致的经济损失具有重要意义。
黑启动和风力发电结合在一起的研究也很少。首先一些地区风力资源是一种不连续型资源,无法保证在必要时期有连续充足的风能,其波动性和不可持续性是一种天然的限制,如果可以通过屋顶光储系统启动风机,使得风电场黑启动具有更广泛的推广意义,屋顶光储辅助风电场黑启动研究属于新型研究方向,能够为各大电力集团开展类似项目提供借鉴经验,提高我国黑启动水平和技术。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种屋顶光储型风电场黑启动系统,能够实现风电场送出电网全黑的情况下,操作屋顶光储系统和风力发电系统,实现风电为电网提供黑启动电源。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种屋顶光储型风电场黑启动方法,包括如下步骤:
1)进行风力发电系统黑启动准备工作,进入步骤2);
2)隔离黑启动范围内风力发电系统和线路,进入步骤3);
3)屋顶光伏系统和储能系统恢复站用400V母线供电,进入步骤4);
4)风场35kV母线恢复供电,进入步骤5);
5)风力发电机辅机恢复供电,并进行黑启动,进入步骤6);
6)风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源,进入步骤7);
7)电源送出系统负荷逐步启动,进入步骤8);
8)风力发电系统黑启动结束。
优选的,所述步骤1)进行风力发电系统黑启动准备工作,其具体步骤如下:
101)检查并确认屋顶光伏系统在额定工作状态,光伏逆变器交流输出线电压为400V,进入步骤102);
102)测量储能变流器交流输出线电压为400V,电池单元无报警信息,储能系统工作在额定状态,进入步骤103);
103)测量站用400V母线的三相线电压为额定400V,进入步骤104);
104)从风场35kV母线PT电压互感器二次侧测量三相线电压为额定100V,进入步骤105);
105)从送出220kV母线PT电压互感器二次侧测量三相线电压为额定100V,进入步骤106);
106)检查并确认风力发变组单元运行正常,无影响开机的缺陷。
优选的,所述步骤2)隔离黑启动范围内风力发电系统和线路,其具体步骤如下:
201)断开线路断路器和并网断路器,检查并确认输电线路、风场35kV母线和送出220kV母线无电压,进入步骤202);
202)断开风力发电机机端风机并网开关,检查并确认风力发电机机端无电压,进入步骤203);
203)断开站用馈线开关、光伏交流开关和储能交流开关,检查并确认站用400V母线无电压。
优选的,所述步骤3)屋顶光伏系统和储能系统恢复站用400V母线供电,其具体步骤如下:
301)闭合储能交流开关,检查并确认储能系统交流输出电压为额定400V,进入步骤302);
302)闭合光伏交流开关,检查并确认屋顶光伏系统交流输出电压为额定400V,进入步骤303);
303)测量站用400V母线电压为额定400V,站用变压器工作正常,测量站用变压器高压侧电压为额定35kV。
优选的,所述步骤4)风场35kV母线恢复供电,其具体步骤如下:
401)闭合站用馈线开关,进入步骤402);
402)检查并确认风场35kV母线PT电压互感器二次侧线电压为100V,风场35kV母线保护无异常告警、启动信息。
优选的,所述步骤5)风力发电机辅机恢复供电,并进行黑启动,其具体步骤如下:
501)闭合风机并网开关,进入步骤502);
502)检查并确认风机变压器高压侧线电压为35kV,低压侧线电压为690V,进入步骤503);
503)检查并确认风力发电机辅机恢复供电,调整风力发电机至额定运行状态。
优选的,所述步骤6)风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源,其具体步骤如下:
601)闭合线路断路器,进入步骤602);
602)闭合并网断路器,进入步骤603);
603)检查送出220kV母线带电正常,电压为额定220kV,进入步骤604);
604)检查输电线路充电充电正常,本侧和对侧电压为额定220kV,风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源。
优选的,所述步骤7)中电源送出系统负荷逐步启动,启动输电线路对侧负荷,调整负荷工作在额定运行状态。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
在风电场送出线路停电后,风电场风速、储能系统和屋顶光伏满足启动条件,操作储能系统和屋顶光伏系统为风场35kV母线供电,进一步使得风力发电机辅机恢复供电,调整风力发电机至额定工作状态,恢复送出220kV母线供电,闭合并网断路器和线路断路器,实现输电线路充电,带动输电线路对侧负荷完成启动,实现屋顶光储型风电场黑启动。
进一步的,本发明进行风力发电系统黑启动准备工作,确保黑启动范围内电气设备能够正常运行,保证了风力发电系统黑启动的可靠性。
进一步的,本发明隔离黑启动范围内风力发电系统和线路,防止因人为误操作导致电源合环运行,保障了电气一次设备的安全性。
进一步的,本发明凭借屋顶光伏系统和储能系统恢复站用400V母线供电,为风力发电系统黑启动提供绿色启动电源,将屋顶光伏系统和储能系统优劣互补,保证了站用400V母线供电稳定性。
进一步的,本发明风场35kV母线恢复供电后逐步实现个风力发电机辅机供电,为风力风电机的启动、送出提供动力电源。
进一步的,本发明安全性高,保证风力发电系统黑启动在安全、可控的情况下进行,同时使得风力发电实现黑启动,具有良好的推广应用前景。
附图说明
图1为本发明屋顶光储型风电场黑启动流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明能够解决风力发电系统黑启动方法存在的难题,巧妙的操作储能系统和屋顶光伏系统为风力发电系统提供启动电源,使其具备电源送出系统失电情况下的黑启动能力。
本发明一种屋顶光储型风电场黑启动方法,如图1所示,包括如下步骤:
1)进行风力发电系统黑启动准备工作,进入步骤2);
2)隔离黑启动范围内风力发电系统和线路,进入步骤3);
3)屋顶光伏系统和储能系统恢复站用400V母线供电,进入步骤4);
4)风场35kV母线恢复供电,进入步骤5);
5)风力发电机辅机恢复供电,并进行黑启动,进入步骤6);
6)风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源,进入步骤7);
7)电源送出系统负荷逐步启动,进入步骤8);
8)风力发电系统黑启动结束。
本实施例中,所述步骤1)进行风力发电系统黑启动准备工作,其具体步骤如下:
101)检查并确认屋顶光伏系统在额定工作状态,光伏逆变器交流输出线电压为400V,进入步骤102);
102)测量储能变流器交流输出线电压为400V,电池单元无报警信息,储能系统工作在额定状态,进入步骤103);
103)测量站用400V母线的三相线电压为额定400V,进入步骤104);
104)从风场35kV母线PT电压互感器二次侧测量三相线电压为额定100V,进入步骤105);
105)从送出220kV母线PT电压互感器二次侧测量三相线电压为额定100V,进入步骤106);
106)检查并确认风力发变组单元运行正常,无影响开机的缺陷。
本实施例中,所述步骤2)隔离黑启动范围内风力发电系统和线路,其具体步骤如下:
201)断开线路断路器和并网断路器,检查并确认输电线路、风场35kV母线和送出220kV母线无电压,进入步骤202);
202)断开风力发电机机端风机并网开关,检查并确认风力发电机机端无电压,进入步骤203);
203)断开站用馈线开关、光伏交流开关和储能交流开关,检查并确认站用400V母线无电压。
本实施例中,所述步骤3)屋顶光伏系统和储能系统恢复站用400V母线供电,其具体步骤如下:
301)闭合储能交流开关,检查并确认储能系统交流输出电压为额定400V,进入步骤302);
302)闭合光伏交流开关,检查并确认屋顶光伏系统交流输出电压为额定400V,进入步骤303);
303)测量站用400V母线电压为额定400V,站用变压器工作正常,测量站用变压器高压侧电压为额定35kV。
本实施例中,所述步骤4)风场35kV母线恢复供电,其具体步骤如下:
401)闭合站用馈线开关,进入步骤402);
402)检查并确认风场35kV母线PT电压互感器二次侧线电压为100V,风场35kV母线保护无异常告警、启动信息。
本实施例中,所述步骤5)风力发电机辅机恢复供电,并进行黑启动,其具体步骤如下:
501)闭合风机并网开关,进入步骤502);
502)检查并确认风机变压器高压侧线电压为35kV,低压侧线电压为690V,进入步骤503);
503)检查并确认风力发电机辅机恢复供电,调整风力发电机至额定运行状态。
本实施例中,所述步骤6)风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源,其具体步骤如下:
601)闭合线路断路器,进入步骤602);
602)闭合并网断路器,进入步骤603);
603)检查送出220kV母线带电正常,电压为额定220kV,进入步骤604);
604)检查输电线路充电充电正常,本侧和对侧电压为额定220kV,风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源。
本实施例中,所述步骤7)中电源送出系统负荷逐步启动,启动输电线路对侧负荷,调整负荷工作在额定运行状态。
以上所述,仅是本发明专利的较佳实施例,并非对本发明专利作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)进行风力发电系统黑启动准备工作,进入步骤2);
2)隔离黑启动范围内风力发电系统和线路,进入步骤3);
3)屋顶光伏系统和储能系统恢复站用400V母线供电,进入步骤4);
4)风场35kV母线恢复供电,进入步骤5);
5)风力发电机辅机恢复供电,并进行黑启动,进入步骤6);
6)风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源,进入步骤7);
7)电源送出系统负荷逐步启动,进入步骤8);
8)风力发电系统黑启动结束。
2.根据权利要求1所述的一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,所述步骤1)进行风力发电系统黑启动准备工作,其具体步骤如下:
101)检查并确认屋顶光伏系统在额定工作状态,光伏逆变器交流输出线电压为400V,进入步骤102);
102)测量储能变流器交流输出线电压为400V,电池单元无报警信息,储能系统工作在额定状态,进入步骤103);
103)测量站用400V母线的三相线电压为额定400V,进入步骤104);
104)从风场35kV母线PT电压互感器二次侧测量三相线电压为额定100V,进入步骤105);
105)从送出220kV母线PT电压互感器二次侧测量三相线电压为额定100V,进入步骤106);
106)检查并确认风力发变组单元运行正常,无影响开机的缺陷。
3.根据权利要求1所述的一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,所述步骤2)隔离黑启动范围内风力发电系统和线路,其具体步骤如下:
201)断开线路断路器和并网断路器,检查并确认输电线路、风场35kV母线和送出220kV母线无电压,进入步骤202);
202)断开风力发电机机端风机并网开关,检查并确认风力发电机机端无电压,进入步骤203);
203)断开站用馈线开关、光伏交流开关和储能交流开关,检查并确认站用400V母线无电压。
4.根据权利要求1所述的一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,所述步骤3)屋顶光伏系统和储能系统恢复站用400V母线供电,其具体步骤如下:
301)闭合储能交流开关,检查并确认储能系统交流输出电压为额定400V,进入步骤302);
302)闭合光伏交流开关,检查并确认屋顶光伏系统交流输出电压为额定400V,进入步骤303);
303)测量站用400V母线电压为额定400V,站用变压器工作正常,测量站用变压器高压侧电压为额定35kV。
5.根据权利要求1所述的一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,所述步骤4)风场35kV母线恢复供电,其具体步骤如下:
401)闭合站用馈线开关,进入步骤402);
402)检查并确认风场35kV母线PT电压互感器二次侧线电压为100V,风场35kV母线保护无异常告警、启动信息。
6.根据权利要求1所述的一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,所述步骤5)风力发电机辅机恢复供电,并进行黑启动,其具体步骤如下:
501)闭合风机并网开关,进入步骤502);
502)检查并确认风机变压器高压侧线电压为35kV,低压侧线电压为690V,进入步骤503);
503)检查并确认风力发电机辅机恢复供电,调整风力发电机至额定运行状态。
7.根据权利要求1所述的一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,所述步骤6)风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源,其具体步骤如下:
601)闭合线路断路器,进入步骤602);
602)闭合并网断路器,进入步骤603);
603)检查送出220kV母线带电正常,电压为额定220kV,进入步骤604);
604)检查输电线路充电充电正常,本侧和对侧电压为额定220kV,风力发电系统为电源送出系统提供黑启动电源。
8.根据权利要求1所述的一种屋顶光储型风电场黑启动方法,其特征在于,所述步骤7)中电源送出系统负荷逐步启动,启动输电线路对侧负荷,调整负荷工作在额定运行状态。
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