CN117791665A - 后备电源系统的控制方法、系统、发电机组以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及风力发电技术领域，公开了一种后备电源系统的控制方法、系统、发电机组以及存储介质，所述控制方法包括：判断电网是否失电；当所述电网失电时，控制所述第一开关保持断开，以及控制所述飞轮储能单元和/或所述电化学储能单元进行放电，且控制所述储能变流器对放电电压进行电压变换，以对所述用电负载供电；当所述电网通电时，控制所述第一开关保持闭合，以使集电线路对所述用电负载供电，以及控制所述飞轮储能单元和所述电化学储能单元处于待机或关机状态。本申请的控制方法旨在解决后备电源系统需要增大电源系统配置和更大的场地布置才能满足用电负载功率需求的技术问题。

Description

后备电源系统的控制方法、系统、发电机组以及存储介质

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种后备电源系统的控制方法、系统、发电机组以及存储介质。

背景技术

随着气候变化的影响，台风等极端天气事件的频率和强度增加，风力发电机组必须要考虑台风等极端天气的影响。在电网失电后，若没有后备电源为风力发电机组的用电负载提供电力供应，风力发电机组将不能进行主动偏航、变桨等必要动作，可能导致风力发电机的塔筒载荷超标，甚至导致风力发电机的塔筒倒塌，严重威胁风力发电机组的运行安全。因此需要为风力发电机组配置合适的后备电源，从而保障风力发电机组的运行安全。

目前风力发电机组一般采用铅蓄电池、锂电池或者柴油发电机等作为单一的后备电源，随着风力发电机组单机功率的增大，风力发电机组的用电负载的需求也在逐渐增大，这种情况下则需要增大电源系统配置和更大的场地布置，才能满足用电负载的功率需求。因此，如何提升后备电源系统的供电功率并减小后备电源系统的占用面积成为了亟需解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种应用于风力发电机组的后备电源系统的控制方法、系统、发电机组以及存储介质，以解决后备电源系统需要增大电源系统配置和更大的场地布置才能满足用电负载的功率需求的技术问题。

第一方面，本申请提供一种应用于风力发电机组的后备电源系统的控制方法，所述后备电源系统包括飞轮储能单元、电化学储能单元、储能变流器和第一开关，所述储能变流器的第一端与所述飞轮储能单元、所述电化学储能单元电性连接，所述储能变流器的第二端通过所述第一开关电性连接至风电发电站的集电线路，所述储能变流器的第二端还用于电性连接所述风力发电机组内部的用电负载；所述控制方法包括：

判断电网是否失电；

当所述电网失电时，控制所述第一开关保持断开，以及控制所述飞轮储能单元和/或所述电化学储能单元进行放电，且控制所述储能变流器对放电电压进行电压变换，以对所述用电负载供电；

当所述电网通电时，控制所述第一开关保持闭合，以使所述集电线路对所述用电负载供电，以及控制所述飞轮储能单元和所述电化学储能单元处于待机或关机状态。

第二方面，本申请提供一种应用于风力发电机组的后备电源系统，所述后备电源系统包括飞轮储能单元、电化学储能单元、储能变流器、第一开关和控制单元，所述储能变流器的第一端与所述飞轮储能单元、所述电化学储能单元电性连接，所述储能变流器的第二端通过所述第一开关电性连接至风电发电站的集电线路，所述储能变流器的第二端还用于电性连接所述风力发电机组内部的用电负载；

所述控制单元分别与所述飞轮储能单元、所述电化学储能单元、所述储能变流器以及所述第一开关电性连接；所述控制单元用于实现如本申请实施例所述的后备电源系统的控制方法。

第三方面，本申请提供一种风力发电机组，其包括：

风力发电机；

用电负载，设置于所述风力发电机的塔筒内部；

以及如本申请实施例所述的后备电源系统，所述后备电源系统用于在所述电网失电时为所述用电负载供电。

第四方面，本申请提供一种存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如本申请实施例所述的后备电源系统的控制方法。

本申请提供一种应用于风力发电机组的后备电源系统的控制方法，其有益效果在于：

先判断电网是否失电，在电网失电时，控制第一开关继续保持断开，并切换至飞轮储能单元和电化学储能单元为用电负载供电，以维持用电负载的供电不受影响，保证电网失电后用电负载能够持续运行，从而保证风力发电机组能够进行主动偏航、变桨等必要动作，避免风力发电机的塔筒载荷超标甚至塔筒倒塌的情况发生。飞轮储能单元能够给用电负载提供给大功率支撑，本申请将飞轮储能单元和电化学储能单元作为大功率电源输出，可以减小后备电源系统的占地面积，满足电网失电后风力发电机组的用电负载的功率需求。在电网通电时，通过控制第一开关闭合，以确保集电线路能够直接将电能供应给用电负载。与此同时，飞轮储能单元和电化学储能单元的电量充足并且保持在待机或关机状态，以确保在电网供电正常的情况下用电负载得到可靠供电。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种后备电源系统的应用场景图；

图2为本申请实施例提供的一种后备电源系统的控制方法的步骤流程示意图；

图3为图2中步骤S103中控制第一开关的步骤流程示意图；

图4为图2中步骤S103中控制飞轮储能单元和电化学储能单元状态的步骤流程示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种后备电源系统的应用场景图；

图6为图2中步骤S102中控制飞轮储能单元和/或电化学储能单元放电的步骤流程示意图；

图7为图2中步骤S102中控制飞轮储能单元和/或电化学储能单元放电之后的步骤流程示意图；

图8为图2中步骤S102中控制飞轮储能单元和/或电化学储能单元放电之后的另一种步骤流程示意图；

图9为图8中步骤S1027中判断第一剩余电量大于第一预设电量后的步骤流程示意图；

图10为本申请实施例提供的一种后备电源系统的一示意性框图；

图11为本申请实施例提供的一种风力发电机组的一示意性框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在本申请的描述中，应当说明的是，本申请中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置和元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，应当理解的是，本申请中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

相关技术中，风力发电站是指由多个风力发电机组组成的集合体，用于从风中收集能量并将其转换为电能。风力发电机组是单独的风力发电装置，包括风力发电机、风轮（风叶）、变速器、发电机和控制系统等组件。风力发电机组通过风力的作用将机械能转换为电能，是风力发电站的基本构建单元。风力发电机是风力发电机组中的一个组件，负责将风的动能转化为机械能。简而言之，风力发电机是风力发电机组的一部分，而风力发电机组则是构成整个风力发电站的单元。

请参照图1，图1所示为本申请实施例提供一种应用于风力发电机组的后备电源系统10，后备电源系统10包括飞轮储能单元11、电化学储能单元12、储能变流器13和第一开关14，储能变流器13的第一端（右端）与飞轮储能单元11、电化学储能单元12电性连接，储能变流器13的第二端（左端）通过第一开关14电性连接至风电发电站的集电线路20，集电线路20电性连接至电网200，储能变流器13的第二端（左端）还用于电性连接风力发电机组100内部的用电负载30。

在本实施例中，风力发电机40通常包括风轮（风叶）和与之连接的转轴，当风轮受到风力推动时，转动的机械运动被传递给发电机，从而对外发电，并将电能输送至集电线路20，再由集电线路20输送至外部的电网200。

在本实施例中，飞轮储能单元11包括飞轮储能装置和电机侧变流器，电机侧变流器为AC/DC双向交流器，可以将交流电转变为直流电或者将直流电转变为交流电，以对飞轮储能装置进行充放电并可以维持直流母线电压的稳定。其中，飞轮储能单元11可以只包括一个飞轮储能装置也可以包括多个并列连接的飞轮储能装置，飞轮储能装置是一种功率型储能设备，可以用于大功率支撑，具备功率特性好、响应速度快、工作寿命长、系统维护周期长、绿色环保无污染等特点，同时还具备快充快放、连续充放电和深度充放电的明显优势。

在本实施例中，电化学储能单元12包括DC/DC变流器和电池，DC/DC变流器用于调整、提升或降低直流电源的电压，将直流电转变为另一种直流电，以对电池进行充放电。应该理解的是，电化学储能单元12是一种将电能存储在电池中，并在需要时释放电能的电源系统。电化学储能单元的核心部件是电池，电池类型包括锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池等，具体类型选择取决于应用需求和性能要求。电化学储能单元可以配备有电子控制系统，用于监测和管理电池的充电和放电过程，包括对电池状态、温度、电压和电流等参数的实时监测。为了更有效地利用储能单元，电化学储能单元还可以包括能量管理系统，用于优化电池的充放电控制，以满足电力系统的需求。

在本实施例中，储能变流器13是双向储能变流器，即直流-交流双向变换的AC/DC，可以将交流电转变为直流电，也可以将直流电转变为交流电。储能变流器13主要用于能量储存系统中，将储存的能量以不同形式输出到电网或者其他负载。储能系统通常包括能量储存装置（比如电池、超级电容器、飞轮等）、储能变流器和控制系统。储能变流器是储能系统的关键组件之一，用于控制储能系统的电能流动，将储存的能量以所需的电压、电流和频率输出到电网或负载。请参照图1，与电机侧变流器不同之处在于，电机侧变流器是设置在飞轮储能单元11内部的变流器，而储能变流器13设置在网侧的变流器，电机侧变流器用于对飞轮储能装置进行充放电，并可以维持直流母线电压的稳定，储能变流器13用于对飞轮储能单元11和电化学储能单元12进行充放电，所以两个变流器的设置位置和具体功能不同。

在本实施例中，集电线路20是风力发电机组自身消耗的电力系统，用于运行和维护风力发电机组内部设备所需的电能。在外部电网200失电后，风力发电机40跳闸，集电线路20也会随之失电，但风力发电机组100仍然需要进行主动偏航、变桨等动作，这些属于风力发电机组100内部必要的用电负载，所以需要电源不间断地支持，以避免风力发电机的塔筒载荷超标甚至塔筒倒塌的生产事故发生。

请参照图2，图2所示为本申请实施例提供的一种后备电源系统的控制方法的步骤流程图，该后备电源系统具体可参照图1，该控制方法具体包括以下步骤：

S101，判断电网是否失电。

本步骤中，为判断电网是否失电，可以采用以下监测和控制手段：（1）频率监测：当电网失电时，由于风力发电机组不再受电网同步调控，电网频率会下降或上升，可以通过监测电网频率的变化来判断电网状态。（2）电压监测：类似于频率监测，电网失电时，电网的电压也发生变化，通过实时监测电网电压的变化趋势，可以判断电网状态。（3）通信系统：风力发电机组与电网之间建立实时通信系统，通信系统会中断或出现异常的报警信息，以推断电网是否失电。（4）智能控制系统：风力发电机组配备智能控制系统，能够实时监测电网状态，通过监测装置来感知电网的变化，并根据算法来判断电网是否失电。

S102，当电网失电时，控制第一开关保持断开，以及控制飞轮储能单元和/或电化学储能单元进行放电，且控制储能变流器对放电电压进行电压变换，以对用电负载供电。

本步骤中，在电网失电时，集电线路也失电，若第一开关为闭合状态，则控制第一开关断开，若第一开关为断开状态，则控制第一开关继续保持断开状态，从而将用电负载的供电来源由集电线路切换至飞轮储能单元和/或电化学储能单元提供。

本步骤中，既可以由飞轮储能单元和电化学储能单元共同供电，也可以由飞轮储能单元或电化学储能单元中的任一个储能单元供电。当控制第一开关断开，并切换至飞轮储能单元和电化学储能单元共同供电时，飞轮储能单元和电化学储能单元组合成混合储能电源系统，以维持用电负载的供电不受影响，保证电网失电后用电负载能够持续运行，从而保证风力发电机组中的风力发电机组能够进行主动偏航、变桨等必要动作，避免风力发电机的塔筒载荷超标甚至塔筒倒塌的情况发生。由于飞轮储能单元能够给用电负载提供给大功率支撑，将飞轮储能单元和电化学储能单元作为大功率电源输出，可以减小后备电源系统的占地面积，满足电网失电后风力发电机组的用电负载的功率需求。

本步骤中，使用飞轮储能单元可以提供短时高功率的输出，以应对台风期间的突发负载或大功率需求。电化学储能单元作为电化学储能装置，能够提供相对较长时间的稳定输出，满足长时间的断电期间的电能需求。飞轮储能单元与电化学储能单元组合形成混合储能系统，能够充分发挥两者的优势，飞轮储能单元适用于短时高功率需求，而电化学储能单元则适用于较长时间的中低功率需求，使得后备电源系统更加灵活适用于台风突然天气。在实际应用中。飞轮储能单元和电化学储能单元之间的协调控制可以实现能量平衡，确保在需要时能够充分利用两者的能量储备，从而提高整个后备电源系统的效率。

S103，当电网通电时，控制第一开关保持闭合，以使集电线路对用电负载供电，以及控制飞轮储能单元和电化学储能单元处于待机或关机状态。

本步骤中，电网通电既包括电网正常运行的情况，也包括电网失电后再恢复供电的情况。在电网通电时，通过控制第一开关闭合，以确保集电线路能够直接将电能供应给用电负载。与此同时，飞轮储能单元和电化学储能单元的电量充足并且保持在待机或关机状态，两个储能单元不进行能量转换操作，不处于充电或放电状态，而处于一种待命状态，以确保在电网供电正常的情况下，两个储能单元保持备用状态，从而维持用电负载的稳定性和安全性。

在一实施例中，在判断电网是否失电之前，应先判断后备电源系统是否存在故障，若后备电源系统存在故障，则控制后备电源系统进入故障工况，等待故障恢复；若后备电源系统不存在故障，则再判断电网是否失电。

在故障工况下，若出现必须通过手动恢复的故障，例如开关断路器跳闸、元器件损坏等故障，需要人工处理；若出现可软件修复的故障，例如通信故障，等待控制软件故障恢复后，系统恢复正常处理流程；若出现紧急情况，例如飞轮本体故障，严重影响系统安全运行，则系统不干预系统的故障保护功能，等待故障恢复。

请参照图3，图3为图2中的一种后备电源系统的控制方法的子步骤流程示意图，当电网通电时，该控制方法可以包括以下具体步骤：

S1031，若后备电源系统处于PQ控制模式，则控制第一开关保持闭合，以使集电线路对用电负载供电。

S1032，若后备电源系统未处于PQ控制模式，则控制第一开关保持断开，并在控制储能变流器处于PQ控制模式后，控制第一开关闭合，以使集电线路对用电负载供电，并对飞轮储能单元和/或电化学储能单元进行充电。

本步骤中，PQ控制模式为有功和无功功率控制模式，PQ控制模式主要用于保持电源输出的有功功率P和无功功率Q为恒定值，或按照预定的功率曲线进行跟踪控制。这种控制策略特别适用于光伏发电、风力发电等新能源发电系统，因为这些系统的输出功率受环境因素影响较大，需要通过PQ控制模式来确保输出稳定。PQ控制模式的优势在于可以实现对有功和无功功率的解耦控制，即分别控制有功和无功的输出，从而满足对功率因数、电压波动等方面的要求。

在本实施例中，若后备电源系统处于PQ控制模式，则控制第一开关保持闭合；若后备电源系统未处于PQ控制模式，则先控制第一开关保持断开，并在控制储能变流器处于PQ控制模式后，再控制第一开关闭合，将储能变流器切换回至集电线路，以使集电线路作为电压源对用电负载提供稳定的电压和频率。在飞轮储能单元和电化学储能单元电量不足时，还可以通过集电线路对飞轮储能单元和电化学储能单元进行充电。

请参照图4，图4为图2中的一种后备电源系统的控制方法的子步骤流程示意图，控制飞轮储能单元和电化学储能单元处于待机或关机状态，包括以下具体步骤：

S1033，确定是否接收到预警信号。

S1034，若接收到预警信号，则控制飞轮储能单元和电化学储能单元充电至满电状态后待机。

S1035，若未接收到预警信号，则控制飞轮储能单元和电化学储能单元处于待机状态或关机状态。

其中，预警信号指影响电网和风力发电机组正常运行的外部信号。预警信号可以是台风预警信号、强降雨预警信号或山洪预警信号等预警类型。一般情况下，预警信号是由气象部门或相关机构发布的新闻公告，以提醒公众和各行业对即将发生的极端天气或自然灾害采取预防措施。在本实施例中，预警信号也可以是通过控制系统获取或接收的自动控制指令。在风力发电站，最常见的预警信号为台风预警信号，台风预警信号对风力发电机组会产生多种影响，主要影响程度取决于台风的强度、距离和台风路径。

本实施例中，如果接收到预警信号，则控制飞轮储能单元和电化学储能单元进行充电操作，直到它们达到满电状态，然后将它们置于备用状态以应确保储能单元足以应对极端天气可能造成电网失电的危险情况。如果未接收到预警信号，意味着极端天气造成电网失电的可能性并不大，则控制飞轮储能单元和电化学储能单元处于待机状态或关机状态，以降低两个储能单元的运行成本。

在一实施例中，请参阅图5和图6，后备电源系统10还包括第二开关15，第二开关电性连接于储能变流器13的第二端与第一开关14之间。其中，控制飞轮储能单元和/或电化学储能单元进行放电包括以下具体步骤：

S1021，若储能变流器未处于VF控制模式，则控制第一开关和第二开关断开。

S1022，控制储能变流器处于VF控制模式，并控制第二开关闭合，以对用电负载供电。

在本实施例中，VF控制模式指的是电压和频率控制模式，该控制模式用于保持电源输出的电压幅值和频率恒定，这种控制策略适用于孤岛运行模式下的微电网或需要独立供电的场合。在这些场景下，由于储能变流器无法与电网同步，需要通过VF控制模式来维持储能变流器的电压和频率稳定，并控制第二开关闭合，以使飞轮储能单元和/或电化学储能单元进行放电，并通过储能变流器对用电负载供电。其中，VF控制模式的优势在于可以实现对储能变流器的输出电压和频率进行直接控制，从而确保后备电源系统的稳定运行。此外，VF控制模式还可以实现对用电负载的无功功率补偿，提高后备电源系统的功率因数。

请参照图7，控制飞轮储能单元和/或电化学储能单元进行放电之后，还包括以下具体步骤：

S1023，获取电化学储能单元的第一剩余电量以及飞轮储能单元的第二剩余电量。

S1024，当第一剩余电量小于或等于第一预设电量且第二剩余电量小于或等于第二预设电量时，控制第二开关断开。

本实施例中，第一剩余电量为电化学储能单元的当前剩余电量，第一预设电量为电化学储能单元的工作下限或最低电量；第二剩余电量为飞轮储能单元的当前剩余电量，第二预设电量为飞轮储能单元的工作下限或最低电量。在实际应用时，后备电源系统可以通过传感器、监测设备或其他电池管理系统来实时监测两个储能单元的剩余电量或预设电量。

本实施例中，当电化学储能单元的当前剩余电量小于或等于其自身的工作下限，并且飞轮储能单元的当前剩余电量小于或等于其自身的工作下限，说明两个储能单元均不满足用电负载的供电需求，后备电源系统将执行下一步的控制操作，即控制第二开关断开，将飞轮储能单元和电化学储能单元切除出供电系统，从而断开后备电源系统与用电负载的连接，以确保两个储能单元的安全。

在一实施例中，请参照图8，在飞轮储能单元和/或电化学储能单元进行放电后，控制方法还包括以下具体步骤：

S1025，获取电化学储能单元的第一剩余电量。

S1026，在第一剩余电量小于或等于第一预设电量时，控制电化学储能单元关机。

S1027，在第一剩余电量大于第一预设电量时，控制电化学储能单元进行放电。

本实施例中，先获取电化学储能单元的第一剩余电量（即当前剩余电量），若电化学储能单元的当前剩余电量小于或等于其自身的工作下限，则电化学储能单元无法满足用电负载的供电需求，这种情况下可以不控制第二开关断开，而是直接控制电化学储能单元关机。

相反情况下，若电化学储能单元的当前剩余电量大于其自身的工作下限，则电化学储能单元满足用电负载的供电需求，可以控制电化学储能单元进行放电，以对用电负载进行供电。

在一实施例中，请参照图9，在第一剩余电量大于第一预设电量时，控制方法还包括以下具体步骤：

S1028，获取飞轮储能单元的第二剩余电量。

S1029，在第二剩余电量小于或等于第二预设电量时，控制飞轮储能单元通过电化学储能单元进行充电；以及控制电化学储能单元进行放电，单独对用电负载供电。

S1030，在第二剩余电量大于或等于第二预设电量时，控制飞轮储能单元和电化学储能单元进行放电，以对用电负载供电。

示例性地，获取电化学储能单元的第一剩余电量以及飞轮储能单元的第二剩余电量。若电化学储能单元的当前剩余电量大于其自身的工作下限，且飞轮储能单元的当前剩余电量小于或等于其自身的工作下限，说明电化学储能单元满足用电负载的供电需求而飞轮储能单元不满足供电需求，此时控制电化学储能单元进行放电，以使电化学储能单元单独对用电负载供电，同时还可以控制电化学储能单元对飞轮储能单元进行充电，提供一部分功率给飞轮储能单元，以保证飞轮储能单元可持续维持电压稳定。

当电化学储能单元的当前剩余电量小于或等于其自身的工作下限，且飞轮储能单元的当前剩余电量小于或等于其自身的工作下限，说明两个储能单元均满足用电负载的供电需求，此时控制飞轮储能单元和电化学储能单元进行放电，两个储能单元共同对用电负载供电。

请参阅图10，图10为本申请实施例提供的一种后备电源系统的一示意性框图。

本申请实施例还提供一种应用于风力发电机组的后备电源系统10，后备电源系统10包括飞轮储能单元11、电化学储能单元12、储能变流器13、第一开关14和控制单元16，储能变流器13的第一端与飞轮储能单元11、电化学储能单元12电性连接，储能变流器13的第二端通过第一开关14电性连接至风电发电站的集电线路20，集电线路20电性连接至电网200，储能变流器13的第二端还用于电性连接风力发电机组100内部的用电负载30；控制单元16分别与飞轮储能单元11、电化学储能单元12、储能变流器13以及第一开关14电性连接；控制单元16用于实现的后备电源系统10的控制方法。

本实施例中，后备电源系统10由飞轮储能单元11和电化学储能单元12共同供电，当控制第一开关14断开，并切换至飞轮储能单元11和电化学储能单元12共同供电时，飞轮储能单元11和电化学储能单元12组合成混合储能电源系统，维持用电负载30的供电不受影响，保证电网失电后用电负载30能够持续运行，从而保证风力发电机组中的风力发电机组能够进行主动偏航、变桨等必要动作，避免风力发电机的塔筒载荷超标甚至塔筒倒塌的情况发生。飞轮储能单元11能够给用电负载30提供给大功率支撑，将飞轮储能单元11和电化学储能单元12作为大功率电源输出，可以减小后备电源系统10的占地面积，满足电网失电后风力发电机组的用电负载的功率需求。

本实施例中，控制单元16包含处理器，从硬件角度而言，处理器可以是CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、通用处理器、DSP（Digital Signal Processor，数据信号处理器）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）、FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

请参阅图11，图11为本申请实施例提供的一种风力发电机组的一示意性框图。

本申请实施例还提供一种风力发电机组300，其包括风力发电机310、用电负载320以及后备电源系统330，用电负载320设置于风力发电机310内部，后备电源系统330用于在电网失电时为用电负载320供电。

本实施例中，风力发电机组300是用于转化风能为电能的能源发电系统，风力发电机310通过捕捉风力来生成电能，当电网失电时，运行中的风力发电机310会发生联锁跳机事故，此时切换至后备电源系统330维持用电负载320的供电运行，以使用电负载320维持风力发电机组300能够进行主动偏航变桨等必要动作，防止风力发电机的塔筒载荷超标甚至塔筒倒塌。

本申请实施例还提供一种存储介质，用于计算机可读存储，存储介质存储有一个或者多个计算机程序，一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现的后备电源系统的控制方法。

本实施例中，该计算机的可读存储介质可以是飞轮储能单元控制器的内部存储单元，例如硬盘或内存。该计算机的可读存储介质也可以是飞轮储能单元控制器的外部存储设备，例如配备的插接式硬盘、智能存储卡、安全数字卡、闪存卡，等等。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于风力发电机组的后备电源系统的控制方法，其特征在于，所述后备电源系统包括飞轮储能单元、电化学储能单元、储能变流器和第一开关，所述储能变流器的第一端与所述飞轮储能单元、所述电化学储能单元电性连接，所述储能变流器的第二端通过所述第一开关电性连接至风电发电站的集电线路，所述储能变流器的第二端还用于电性连接所述风力发电机组内部的用电负载；所述控制方法包括：

判断电网是否失电；

当所述电网失电时，控制所述第一开关保持断开，以及控制所述飞轮储能单元和/或所述电化学储能单元进行放电，且控制所述储能变流器对放电电压进行电压变换，以对所述用电负载供电；

当所述电网通电时，控制所述第一开关保持闭合，以使所述集电线路对所述用电负载供电，以及控制所述飞轮储能单元和所述电化学储能单元处于待机或关机状态。

2.根据权利要求1所述的后备电源系统的控制方法，其特征在于，所述后备电源系统还包括第二开关，所述第二开关电性连接于所述储能变流器的第二端与所述第一开关之间；

所述控制所述飞轮储能单元和/或所述电化学储能单元进行放电，包括：

若所述储能变流器未处于VF控制模式，则控制所述第一开关和所述第二开关断开；以及

控制所述储能变流器处于VF控制模式，并控制所述第二开关闭合，以对所述用电负载供电。

3.根据权利要求1所述的后备电源系统的控制方法，其特征在于，所述控制所述飞轮储能单元和/或所述电化学储能单元进行放电之后还包括：

获取所述电化学储能单元的第一剩余电量以及所述飞轮储能单元的第二剩余电量；

当所述第一剩余电量小于或等于第一预设电量且所述第二剩余电量小于或等于第二预设电量时，控制所述第二开关断开。

4.根据权利要求1所述的后备电源系统的控制方法，其特征在于，在所述飞轮储能单元和/或所述电化学储能单元进行放电时，所述控制方法还包括：

获取所述电化学储能单元的第一剩余电量；

在所述第一剩余电量小于或等于第一预设电量时，控制所述电化学储能单元关机；

在所述第一剩余电量大于所述第一预设电量时，控制所述电化学储能单元进行放电。

5.根据权利要求4所述的后备电源系统的控制方法，其特征在于，在所述第一剩余电量大于所述第一预设电量时，所述控制方法还包括：

获取所述飞轮储能单元的第二剩余电量；

在所述第二剩余电量小于或等于第二预设电量时，控制所述飞轮储能单元通过所述电化学储能单元进行充电；以及控制所述电化学储能单元进行放电，单独对所述用电负载供电；

在所述第二剩余电量大于或等于第二预设电量时，控制所述飞轮储能单元和所述电化学储能单元进行放电，以对所述用电负载供电。

6.根据权利要求1所述后备电源系统的控制方法，其特征在于，当所述电网通电时，所述控制方法包括：

若所述后备电源系统处于PQ控制模式，则控制所述第一开关保持闭合，以使所述集电线路对所述用电负载供电；

若所述储能变流器未处于PQ控制模式，则控制所述第一开关保持断开，并在控制所述储能变流器处于PQ控制模式后，控制所述第一开关闭合，以使所述集电线路对所述用电负载供电，并对所述飞轮储能单元和/或所述电化学储能单元进行充电。

7.根据权利要求6所述后备电源系统的控制方法，其特征在于，所述控制所述飞轮储能单元和所述电化学储能单元处于待机或关机状态，包括：

确定是否接收到预警信号；

若接收到所述预警信号，则控制所述飞轮储能单元和所述电化学储能单元充电至满电状态后待机；

若未接收到所述预警信号，则控制所述飞轮储能单元和所述电化学储能单元处于待机状态或关机状态。

8.一种应用于风力发电机组的后备电源系统，其特征在于，所述后备电源系统包括飞轮储能单元、电化学储能单元、储能变流器、第一开关和控制单元，所述储能变流器的第一端与所述飞轮储能单元、所述电化学储能单元电性连接，所述储能变流器的第二端通过所述第一开关电性连接至风电发电站的集电线路，所述储能变流器的第二端还用于电性连接所述风力发电机组内部的用电负载；

所述控制单元分别与所述飞轮储能单元、所述电化学储能单元、所述储能变流器以及所述第一开关电性连接；所述控制单元用于实现如权利要求1至7中任一项所述的后备电源系统的控制方法。

9.一种风力发电机组，其特征在于，包括：

风力发电机；

用电负载，设置于所述风力发电机的塔筒内部；

以及如权利要求8所述的后备电源系统，所述后备电源系统用于在所述电网失电时为所述用电负载供电。

10.一种存储介质，用于计算机可读存储，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1至7中任一项所述的后备电源系统的控制方法。