CN207743703U - 一种风电机组与储能装置一体化系统 - Google Patents

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梁立中
陈冲
初帆
初一帆
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    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

本实用新型公开了一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于，包括风电机组和储能装置，储能装置与风电机组设置为一体，风电机组包括风力发电机、机侧变流器，风力发电机与变流器相连，风电机组经滤波器、第一电流检测装置、第一电压检测装置与箱变相连，储能装置包括电池、PCS变流器、滤波器，储能装置与箱变相连，本实用新型具有结构简单、占地面积小、安全性好等优点。

Description

一种风电机组与储能装置一体化系统
技术领域：
本实用新型涉及一种将风电机组与电池储能一体化的风电储能系统。
背景技术：
风力发电由于其波动性、间歇性及反调峰特性，已经严重影响电网运行的稳定性及电网供电质量，而且在北方冬季，大量热电联产机组的投运导致了风电场弃风现象严重，极大的浪费了冬季良好的风电资源。风电场配置储能可实现风电资源的时空平移、降低弃风比率、平抑风能的波动、改善电能质量，有效解决上述问题。但由于储能系统成本过高，目前风电场极少配置储能，只有个别风电场配置了小规模的集中式储能系统，而这种储能系统与现有的风电场无法实现有效的协调控制，储能的作用无法有效发挥，而且投资过高。因此，这种集中式的储能配置方式有如下的方面亟需解决：
1、系统电气一次设备繁多重复（如PCS、汇流变、开关、电缆），导致系统整体运行损耗较大，效率较低，投资较大；
2、系统二次保护及控制系统繁多重复，整体控制复杂，传输数据量较大，应用系统开发不完善，易出现问题，影响控制系统的可靠性与稳定性；
3、系统较为复杂，故障率较高，单一故障有可能会造成储能系统整体退出运行，影响系统运行的可靠性；
4、系统占地面积较大，土建工程量较大，建设周期长，投资较高；
5、集中布置储能的系统，散热解决方案复杂，随之成本也较高。
实用新型内容：
本实用新型提供一种结构简单、占地面积小、安全性好的风电机组与储能装置一体化系统。
本实用新型采取的技术方案如下：
一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于，包括风电机组和储能装置，储能装置与风电机组设置为一体，风电机组包括风力发电机、机侧变流器，风力发电机与机侧变流器相连，风电机组经滤波器、第一电流检测装置、第一电压检测装置与箱变相连，储能装置包括电池、PCS变流器、滤波器，储能装置与箱变相连。
进一步的设置在于：
所述储能装置安装在风力发电机的塔筒底部。
所述储能设备布置在风力发电机塔筒底部的外侧地面上或布置在箱变旁边。
所述的风力发电机选择永磁直驱风力发电机、双馈式风力发电机、半直驱混合型风力发电机的任意一种。
箱变经并网开关柜后，并入电网。
风电机组捕获风能后，通过变流器、滤波器及电流检测装置、电压检测装置、箱变后，并入电网；储能装置经过PCS变流器后，滤波器滤掉电流的髙次谐波，接入箱变的低压侧母排上，与风电机组协调配合后融合在一起。
本实用新型与现有技术相比，具有以下显著优点：
1、本实用新型利用风电机组现有结构将储能装置植入到其中，这样，直接安装在风电发电机组的塔筒底部，利用现有风电场控制网络及控制系统，实现储能装置与风电机组的高度融合。这种设计将储能融入了风电机组的整体功能当中，相当于稳定的发电机，实现了单台风电机组及风电场的虚拟同步机功能，大幅度提高了风电机组的稳定性、调频、调压性能。
2、这种一体式储能结构，可以把储能设备直接安装风发电机组的塔筒底部，节省了大量的占地面积，减少了大量的土建工程，缩短了项目的建设周期，降低了投资。
3、与集中式储能方案相比，这种一体式储能结构散热系统简单，安全性好。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的拓扑结构图；
图3为本实用新型另一实施例的结构示意图；
图4为应用本实用新型的风电场分布式储能布置结构图。
具体实施方式：
如图1-图2所示，本实用新型的一种风电机组与储能装置一体化系统，包括风电机组1和储能装置2，储能装置2与风电机组1设置为一体，风电机组1包括风力发电机11、机侧变流器12，风力发电机11与变流器12相连，风电机组1经滤波器3、第一电流检测装置4、第一电压检测装置5与箱变6相连，储能装置2包括电池21、PCS变流器22、滤波器23，储能装置2与箱变6相连，箱变6经并网开关柜7后，并入电网8。
在图1所示的实施例中，储能装置2与风电机组1设置为一体，其中，储能装置2安装在风力发电机1的塔筒底部。在图3所示的实施例中，所述储能设备布置在风力发电机1塔筒底部的外侧地面上。
作为替换实施例，所述的风力发电机选择永磁直驱风力发电机、双馈式风力发电机、半直驱混合型风力发电机的任意一种。
本实用新型的工作原理如下：
风电机组1（包括永磁直驱风电机组、双馈式风电机组、半直驱风电机组）捕获风能后，通过变流器12、滤波器3及电流检测装置4、电压检测装置5、箱变6等后，并入电网8；储能装置2经过PCS变流器22后，滤波器23滤掉电流的髙次谐波，满足电网要求的电能质量，然后接入箱变6的低压侧母排上，在主控系统的命令下，与风电机组1协调配合，高度融合在一起。
本实用新型利用风电机组现有结构将储能装置植入到其中，这样，直接安装在风电发电机组的塔筒底部，利用现有风电场控制网络及控制系统，实现储能装置与风电机组的高度融合。这种设计将储能融入了风电机组的整体功能当中，相当于稳定的发电机，实现了单台风电机组及风电场的虚拟同步机功能，大幅度提高了风电机组的稳定性、调频、调压性能。这样，风电场内的每台风电机组或部分风电机组安装这种一体化的储能装置，可实现风电场储能装置的分布式功能，降低损耗，大量节约投资（如图4所示）。

Claims (6)

1.一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于，包括风电机组和储能装置，储能装置与风电机组设置为一体，风电机组包括风力发电机、机侧变流器，风力发电机与变流器相连，风电机组经滤波器、第一电流检测装置、第一电压检测装置与箱变相连，储能装置包括电池、PCS变流器、滤波器，储能装置与箱变相连。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于：所述储能装置安装在风力发电机的塔筒底部。
3.根据权利要求1所述的一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于：所述储能装置布置在风力发电机塔筒底部的外侧地面上或布置于箱变旁边。
4.根据权利要求1所述的一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于：所述的风力发电机选择永磁直驱风力发电机、双馈式风力发电机、半直驱混合型风力发电机的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于：箱变经并网开关柜后，并入电网。
6.根据权利要求1所述的一种风电机组与储能装置一体化系统，其特征在于：风电机组捕获风能后，通过变流器、滤波器及电流检测装置、电压检测装置、箱变后，并入电网；储能装置经过PCS变流器后，滤波器滤掉电流的髙次谐波，接入箱变的低压侧母排上，与风电机组协调配合后融合在一起。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109301865A (zh) * 2018-10-11 2019-02-01 深圳量云能源网络科技有限公司 用于风电机组的储能系统的控制方法和通讯管理系统
CN109713705A (zh) * 2019-03-15 2019-05-03 国电联合动力技术有限公司 一种低风速风电机组内置式储能系统及储能方法

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