專利名稱：一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置及方法、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置及方法、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展與成熟，風(fēng)能成為了相對(duì)發(fā)展最快的新能源。但是，伴隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的增加與風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)模的日益增大，提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在極端運(yùn)行條件與外部特殊環(huán)境下的自我保護(hù)成為了研發(fā)的重點(diǎn)。眾所周知，風(fēng)資源是一種間歇性能源，本身具有不可控、不可預(yù)測(cè)以及隨機(jī)性等特點(diǎn)，其輸出電壓、功率中的諧波、峰值會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大的沖擊與損壞，甚至造成整個(gè)電網(wǎng)癱瘓。另外，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身噪音以及對(duì)環(huán)境的影響，通常情況下，風(fēng)電場(chǎng)地址的選擇基本都處于環(huán)境惡劣、氣候變化極端的地方。為了保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠在這些環(huán)境下正常運(yùn)行，通常會(huì)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中加入加熱裝置、冷卻系統(tǒng)、散熱裝置等外圍電氣設(shè)備。為了保證這些用電系統(tǒng)能夠在無(wú)法從電網(wǎng)換取能量時(shí)正常運(yùn)行，通常會(huì)在機(jī)組上增加不間斷電源(UPS Uninterruptible Power Supply)等臨時(shí)性供電設(shè)備。但是由于目前智能電網(wǎng)中存在的技術(shù)壁壘以及人為不可控原因造成的風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間脫網(wǎng)的情況下，UPS電源則無(wú)法完全滿足這些正常設(shè)備的供電。因此，在極端氣候時(shí)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間脫網(wǎng)的情況下，如何保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的外圍電氣設(shè)備的能量供應(yīng)與整機(jī)安全顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置及方法、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，能夠在極端氣候時(shí)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間脫網(wǎng)的情況下，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的外圍電氣設(shè)備的能量供應(yīng)，從而提升機(jī)組在極端運(yùn)行條件下的自我保護(hù)能力。本發(fā)明實(shí)施例提供一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，所述裝置用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；所述聯(lián)合保護(hù)裝置包括電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊和聯(lián)合保護(hù)模塊；所述電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，發(fā)送啟動(dòng)指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，發(fā)送關(guān)閉指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；所述聯(lián)合保護(hù)模塊，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作。 優(yōu)選地，所述聯(lián)合保護(hù)模塊包括 控制單元，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，發(fā)出控制指令啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作；
能量轉(zhuǎn)換單元，用于接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中；并接收儲(chǔ)能單元輸出的直流電，轉(zhuǎn)化為交流電，輸出至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；儲(chǔ)能單元，用于接收所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出的直流電并儲(chǔ)存；輸出穩(wěn)定的直流電經(jīng)所述能量轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化后，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。優(yōu)選地，所述控制單元包括風(fēng)速檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速。輸出預(yù)測(cè)子單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出，發(fā)送至指令生成子單元；需求分析子單元，用于對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并將分析結(jié)果發(fā)送至指令生成子單元；儲(chǔ)能檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)得到所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送至指令生成子單元；指令生成子單元，用于根據(jù)接收到的當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，生成相應(yīng)的控制指令，發(fā)送至風(fēng)機(jī)控制子單元； 風(fēng)機(jī)控制子單元，用于根據(jù)接收到的控制指令，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。優(yōu)選地，所述聯(lián)合保護(hù)模塊還包括儲(chǔ)能管理單元；所述儲(chǔ)能管理單元，用于當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止接收所述能量轉(zhuǎn)換單元發(fā)送的直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止向所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出直流電。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 為每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均設(shè)置一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；所述系統(tǒng)還包括電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊和聯(lián)合保護(hù)模塊；所述電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，發(fā)送啟動(dòng)指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，發(fā)送關(guān)閉指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；所述聯(lián)合保護(hù)模塊，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作。優(yōu)選地，所述聯(lián)合保護(hù)模塊包括控制單元，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，發(fā)出控制指令啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作；能量轉(zhuǎn)換單元，用于接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中；并接收儲(chǔ)能單元輸出的直流電，轉(zhuǎn)化為交流電，輸出至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；儲(chǔ)能單元，用于接收所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出的直流電并儲(chǔ)存；輸出穩(wěn)定的直流電經(jīng)所述能量轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化后，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。優(yōu)選地，所述控制單元包括
風(fēng)速檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速。輸出預(yù)測(cè)子單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出，發(fā)送至指令生成子單元；需求分析子單元，用于對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并將分析結(jié)果發(fā)送至指令生成子單元；儲(chǔ)能檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)得到所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送至指令生成子單元；指令生成子單元，用于根據(jù)接收到的當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，生成相應(yīng)的控制指令，發(fā)送至風(fēng)機(jī)控制子單元；風(fēng)機(jī)控制子單元，用于根據(jù)接收到的控制指令，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。優(yōu)選地，所述聯(lián)合保護(hù)模塊還包括儲(chǔ)能管理單元；所述儲(chǔ)能管理單元，用于當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止接收所述能量轉(zhuǎn)換單元發(fā)送的直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止向所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出直流電。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)方法，所述方法用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均設(shè)置一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；所述方法包括以下步驟當(dāng)監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，切換至電網(wǎng)為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備
{共 O優(yōu)選地，所述啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電具體包括根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電，并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中；所述儲(chǔ)能單元輸出穩(wěn)定的直流電，轉(zhuǎn)化后為穩(wěn)定的交流電，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。優(yōu)選地，所述根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具體包括檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速；根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出；對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析；檢測(cè)得到所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)；根據(jù)所述當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)；啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。優(yōu)選地，所述方法還包括當(dāng)所述儲(chǔ)能單元儲(chǔ)存的電能達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止接收直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止輸出直流電根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)及方法，在電網(wǎng)正常工作時(shí)，通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，例如在極端氣候時(shí)，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)的情況下，啟動(dòng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的聯(lián)合保護(hù)，通過(guò)所述聯(lián)合保護(hù)模塊啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，關(guān)閉所述聯(lián)合保護(hù)模塊，繼續(xù)通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。由此，在風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)或電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與聯(lián)合保護(hù)裝置之間的切換，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備能夠始終保持正常的運(yùn)行，從而提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在極端運(yùn)行條件下的自我保護(hù)能力。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述控制單元結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置及方法、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，能夠在極端氣候時(shí)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間脫網(wǎng)的情況下，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的外圍電氣設(shè)備的能量供應(yīng)，從而提升機(jī)組在極端運(yùn)行條件下的自我保護(hù)能力。參照?qǐng)D1，為本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。如圖1所示，所述系統(tǒng)可以包括η臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1#機(jī)組、姊機(jī)組…η#機(jī)組，η為大于等于1的整數(shù)。每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均包括一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備(圖1中未示出)，用于保護(hù)各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在極端條件下的正常運(yùn)行。各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均通過(guò)母線與電網(wǎng)相連，通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。本發(fā)明實(shí)施例所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還包括風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，用于在極端條件下發(fā)生風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)時(shí)保證所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所述聯(lián)合保護(hù)裝置包括電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊20和聯(lián)合保護(hù)模塊10。所述電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊20，用于監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，發(fā)送啟動(dòng)指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊10 ；當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，發(fā)送關(guān)閉指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊10。所述聯(lián)合保護(hù)模塊10，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作。具體的，風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)有可能是電網(wǎng)發(fā)生故障無(wú)法使用造成的，也可能是由于電網(wǎng)維護(hù)需要而人為斷電造成的。風(fēng)電場(chǎng)地址的選擇基本都處于環(huán)境惡劣、氣候變化極端的地方，例如我國(guó)的東北、 華北、西北地區(qū)風(fēng)能資源豐富，十分有利于風(fēng)力發(fā)電，但是這些地區(qū)地域廣闊、維度跨度大、 溫度和濕度變化巨大。極端氣候很容易對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常工作造成影響。例如在冬季霧多、雪多、空氣濕度較大、溫度較低的情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組很容易出現(xiàn)所謂“霧凇”現(xiàn)象， 導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的葉片表面結(jié)晶，有時(shí)甚至于會(huì)在葉片表面附著不規(guī)則的冰棱，使葉片表面粗糙程度增加，或?qū)е氯~片翼型改變，降低翼型的氣動(dòng)性能，從而降低風(fēng)輪功率，影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常工作。此時(shí)，可以通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備中的加熱裝置，保持葉片表面的環(huán)境溫度，避免葉片結(jié)晶。一旦風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)，各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備失去能量供應(yīng)將無(wú)法繼續(xù)工作，從而導(dǎo)致在極端氣候條件下，很難保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。因此，本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)，在電網(wǎng)正常工作時(shí)，通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，例如在極端氣候時(shí)，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)的情況下， 啟動(dòng)聯(lián)合保護(hù)模塊10，通過(guò)所述聯(lián)合保護(hù)模塊10啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，關(guān)閉所述聯(lián)合保護(hù)模塊10，繼續(xù)通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。由此，在風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)或電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與聯(lián)合保護(hù)裝置之間的切換，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備能夠始終保持正常的運(yùn)行，從而提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在極端運(yùn)行條件下的自我保護(hù)能力。如圖1所示，所述聯(lián)合保護(hù)模塊10可以包括控制單元101、儲(chǔ)能單元102、能量轉(zhuǎn)換單元103。所述控制單元101，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，發(fā)出控制指令啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作。所述能量轉(zhuǎn)換單元103，用于接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元102中；并接收儲(chǔ)能單元102輸出的直流電，轉(zhuǎn)化為交流電，輸出至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備。所述儲(chǔ)能單元102，用于接收所述能量轉(zhuǎn)換單元103輸出的直流電并儲(chǔ)存；根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，輸出穩(wěn)定可靠的直流電至所述能量轉(zhuǎn)換單元103，所述穩(wěn)定可靠的直流電經(jīng)所述能量轉(zhuǎn)換單元103轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可靠的交流電，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電，保證所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。如圖1可知，本發(fā)明實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能單元102可以通過(guò)母線將電能輸出至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備。具體的，所述控制單元101可以通過(guò)對(duì)當(dāng)前風(fēng)速的檢測(cè)，預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)機(jī)組的功率輸出，并對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，同時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)能單元102的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，發(fā)出控制指令啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。參照?qǐng)D2，為本發(fā)明實(shí)施例所述控制單元結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，所述控制單元101 可以包括風(fēng)速檢測(cè)子單元1011、輸出預(yù)測(cè)子單元1012、需求分析子單元1013、儲(chǔ)能檢測(cè)子單元1014、指令生成子單元1015、以及風(fēng)機(jī)控制子單元1016。風(fēng)速檢測(cè)子單元1011，用于檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速。輸出預(yù)測(cè)子單元1012，用于根據(jù)所述風(fēng)速檢測(cè)子單元1011檢測(cè)得到的當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出，發(fā)送至指令生成子單元1015。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理為以風(fēng)力作為動(dòng)力，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。因而，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出直接受到當(dāng)前外接環(huán)境的風(fēng)速的影響。當(dāng)前風(fēng)速高時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出也相應(yīng)較高；當(dāng)前風(fēng)速低時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出也相應(yīng)較低。因此，根據(jù)檢測(cè)得到的當(dāng)前風(fēng)速可以預(yù)測(cè)得到當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出ο需求分析子單元1013，用于對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并將分析結(jié)果發(fā)送至指令生成子單元1015。儲(chǔ)能檢測(cè)子單元1014，用于檢測(cè)得到儲(chǔ)能單元102的當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送至指令生成子單元1015。指令生成子單元1015，用于根據(jù)接收到的當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及儲(chǔ)能單元102的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，生成相應(yīng)的控制指令，發(fā)送至風(fēng)機(jī)控制子單元1016。需要說(shuō)明的是，在風(fēng)速較高的情況下，儲(chǔ)能單元102能量充足，由于單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出都相對(duì)較高，此時(shí)，可能僅需要啟動(dòng)部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組就可以滿足外圍電氣設(shè)備的能量需求了，為避免能源浪費(fèi)和保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，可以只啟動(dòng)部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為外圍電氣設(shè)備供電；若當(dāng)前風(fēng)速較低，則可能需要啟動(dòng)全部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；若當(dāng)前風(fēng)速太低且儲(chǔ)能單元102能量不足，即使啟動(dòng)全部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也不能滿足所有外圍電氣設(shè)備的能量需求，則可以選擇只為比較重要的外圍電氣設(shè)備供電，例如在嚴(yán)寒天氣，優(yōu)先為加熱裝置供電。此時(shí)，需要所述指令生成子單元1015，結(jié)合接收到的所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、以及儲(chǔ)能單元102的當(dāng)前狀態(tài)，對(duì)當(dāng)前的能量需求和能量供應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，并生成相應(yīng)的控制指令，發(fā)送至風(fēng)機(jī)控制子單元1016。風(fēng)機(jī)控制子單元1016，用于根據(jù)接收到的控制指令，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)為風(fēng)電場(chǎng)設(shè)置所述聯(lián)合保護(hù)裝置，當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)發(fā)生故障， 例如在極端氣候時(shí)，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)的情況下，啟動(dòng)聯(lián)合保護(hù)模塊10，通過(guò)所述聯(lián)合保護(hù)模塊10啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電，由此可以實(shí)現(xiàn)在風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間脫網(wǎng)的情況下，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的外圍電氣設(shè)備的能量供應(yīng)，從而提升機(jī)組在極端運(yùn)行條件下的自我保護(hù)能力。
優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例所述聯(lián)合保護(hù)模塊10還可以包括儲(chǔ)能管理單元104，用于所述儲(chǔ)能單元102的能量調(diào)配管理。具體的，所述儲(chǔ)能管理單元104能夠根據(jù)所述儲(chǔ)能單元102自身的儲(chǔ)能容量控制所述儲(chǔ)能單元102的充電量和放電量；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元102的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元102停止接收所述能量轉(zhuǎn)換單元103發(fā)送的直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元102的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)， 控制所述儲(chǔ)能單元102停止向所述能量轉(zhuǎn)換單元103輸出直流電，即為停止為外圍電氣設(shè)備供電。通過(guò)所述儲(chǔ)能管理單元104，可以避免所述儲(chǔ)能單元102出現(xiàn)過(guò)充或過(guò)放現(xiàn)象，有效保證了所述儲(chǔ)能單元102始終處于安全的工作狀態(tài)。但是，需要說(shuō)明的是，在風(fēng)力狀態(tài)差(即為風(fēng)速很低)的極端天氣情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)所述儲(chǔ)能單元102的充電量小于放電量，導(dǎo)致其儲(chǔ)存電量臨近其自身儲(chǔ)能容量的下限，此時(shí)，可以選擇只為比較重要的外圍電氣設(shè)備供電，例如在嚴(yán)寒天氣，優(yōu)先為加熱裝置供電。必要情況下，可以犧牲所述儲(chǔ)能單元102的性能滿足供電需求，例如，在尤為嚴(yán)寒的天氣下，即使儲(chǔ)能單元102的充電量已經(jīng)低于其自身儲(chǔ)能容量的下限了，也要保證各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的加熱裝置的正常運(yùn)行。對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)方法。所述方法用于在極端條件下發(fā)生風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)時(shí)保證所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均設(shè)置一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備，用于保護(hù)各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在極端條件下的正常運(yùn)行。各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均通過(guò)母線與電網(wǎng)相連，通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。參照?qǐng)D3，為本發(fā)明實(shí)施例所述風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)方法的流程圖。如圖3所示，所述方法可以包括以下步驟步驟S301 當(dāng)監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。步驟S302 當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，切換至電網(wǎng)為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。因此，本發(fā)明實(shí)施例所述方法，在電網(wǎng)正常工作時(shí)，通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，例如在極端氣候時(shí)，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)的情況下， 啟動(dòng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的聯(lián)合保護(hù)，通過(guò)啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，停止所述聯(lián)合保護(hù)，切換至通過(guò)電網(wǎng)為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。由此，在風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)或電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與聯(lián)合保護(hù)裝置之間的切換，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備能夠始終保持正常的運(yùn)行，從而提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在極端運(yùn)行條件下的自我保護(hù)能力。具體的，在步驟S301中，當(dāng)監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電，具體可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟S3011 根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。需要說(shuō)明的是，步驟S3011中，可以通過(guò)對(duì)當(dāng)前風(fēng)速的檢測(cè)，預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)機(jī)組的功率輸出，并對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，同時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，發(fā)出控制指令啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。具體的，所述步驟S3011可以通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)步驟S3011-1 檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速。步驟S3011-2 根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出。步驟S3011-3 對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。步驟S3011-4 檢測(cè)得到所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)。步驟S3011-5 根據(jù)所述當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)。需要說(shuō)明的是，在風(fēng)速較高的情況下，儲(chǔ)能單元能量充足，由于單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出都相對(duì)較高，此時(shí)，可能僅需要啟動(dòng)部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組就可以滿足外圍電氣設(shè)備的能量需求了，為避免能源浪費(fèi)和保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，可以只啟動(dòng)部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為外圍電氣設(shè)備供電；若當(dāng)前風(fēng)速較低，則可能需要啟動(dòng)全部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組; 若當(dāng)前風(fēng)速太低且儲(chǔ)能單元能量不足，即使啟動(dòng)全部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也不能滿足所有外圍電氣設(shè)備的能量需求，則可以選擇只為比較重要的外圍電氣設(shè)備供電，例如在嚴(yán)寒天氣，優(yōu)先為加熱裝置供電。此時(shí)，需要結(jié)合所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、以及儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，對(duì)當(dāng)前的能量需求和能量供應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)。步驟S3011-6 根據(jù)所述需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。步驟S3012 接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電，并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中。步驟S3013 根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，從所述儲(chǔ)能單元中輸出穩(wěn)定可靠的直流電，轉(zhuǎn)化后為穩(wěn)定的交流電，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例所述方法還可以進(jìn)一步包括對(duì)所述儲(chǔ)能單元的能量進(jìn)行調(diào)配管理，根據(jù)所述儲(chǔ)能單元自身的儲(chǔ)能容量控制其充電量和放電量。具體的，當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止接收直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)， 控制所述儲(chǔ)能單元停止輸出直流電，即為停止向外圍電氣設(shè)備供電。通過(guò)上述步驟，可以避免所述儲(chǔ)能單元出現(xiàn)過(guò)充或過(guò)放現(xiàn)象，有效保證了所述儲(chǔ)能單元始終處于安全的工作狀態(tài)。但是，需要說(shuō)明的是，在風(fēng)力狀態(tài)差(即為風(fēng)速很低)的極端天氣情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)所述儲(chǔ)能單元的充電量小于放電量，導(dǎo)致其儲(chǔ)存電量臨近其自身儲(chǔ)能容量的下限， 此時(shí)，可以選擇只為比較重要的外圍電氣設(shè)備供電，例如在嚴(yán)寒天氣，優(yōu)先為加熱裝置供電。必要情況下，可以犧牲所述儲(chǔ)能單元的性能滿足供電需求，例如，在尤為嚴(yán)寒的天氣下， 即使儲(chǔ)能單元的充電量已經(jīng)低于其自身儲(chǔ)能容量的下限了，也要保證各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的加熱裝置的正常運(yùn)行。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置及方法、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，其特征在于，所述裝置用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；所述聯(lián)合保護(hù)裝置包括電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊和聯(lián)合保護(hù)模塊；所述電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，發(fā)送啟動(dòng)指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，發(fā)送關(guān)閉指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；所述聯(lián)合保護(hù)模塊，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，其特征在于，所述聯(lián)合保護(hù)模塊包括 控制單元，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，發(fā)出控制指令啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作；能量轉(zhuǎn)換單元，用于接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電， 存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中；并接收儲(chǔ)能單元輸出的直流電，轉(zhuǎn)化為交流電，輸出至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；儲(chǔ)能單元，用于接收所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出的直流電并儲(chǔ)存；輸出穩(wěn)定的直流電經(jīng)所述能量轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化后，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，其特征在于，所述控制單元包括 風(fēng)速檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速。輸出預(yù)測(cè)子單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出，發(fā)送至指令生成子單元；需求分析子單元，用于對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并將分析結(jié)果發(fā)送至指令生成子單元；儲(chǔ)能檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)得到所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送至指令生成子單元； 指令生成子單元，用于根據(jù)接收到的當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，生成相應(yīng)的控制指令，發(fā)送至風(fēng)機(jī)控制子單元；風(fēng)機(jī)控制子單元，用于根據(jù)接收到的控制指令，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，其特征在于，所述聯(lián)合保護(hù)模塊還包括儲(chǔ)能管理單元；所述儲(chǔ)能管理單元，用于當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止接收所述能量轉(zhuǎn)換單元發(fā)送的直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止向所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出直流電。
5.一種風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均設(shè)置一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；所述系統(tǒng)還包括電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊和聯(lián)合保護(hù)模塊；所述電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，發(fā)送啟動(dòng)指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，發(fā)送關(guān)閉指令至所述聯(lián)合保護(hù)模塊；所述聯(lián)合保護(hù)模塊，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)合保護(hù)模塊包括控制單元，用于接收到所述啟動(dòng)指令時(shí)，根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，發(fā)出控制指令啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；接收到所述關(guān)閉指令時(shí)，停止工作；能量轉(zhuǎn)換單元，用于接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電， 存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中；并接收儲(chǔ)能單元輸出的直流電，轉(zhuǎn)化為交流電，輸出至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；儲(chǔ)能單元，用于接收所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出的直流電并儲(chǔ)存；輸出穩(wěn)定的直流電經(jīng)所述能量轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化后，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括 風(fēng)速檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速。輸出預(yù)測(cè)子單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出，發(fā)送至指令生成子單元；需求分析子單元，用于對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并將分析結(jié)果發(fā)送至指令生成子單元；儲(chǔ)能檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)得到所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送至指令生成子單元； 指令生成子單元，用于根據(jù)接收到的當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，生成相應(yīng)的控制指令，發(fā)送至風(fēng)機(jī)控制子單元；風(fēng)機(jī)控制子單元，用于根據(jù)接收到的控制指令，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)合保護(hù)模塊還包括儲(chǔ)能管理單元；所述儲(chǔ)能管理單元，用于當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止接收所述能量轉(zhuǎn)換單元發(fā)送的直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止向所述能量轉(zhuǎn)換單元輸出直流電。
9.一種風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)方法，其特征在于，所述方法用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均設(shè)置一套對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備；所述方法包括以下步驟當(dāng)監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，切換至電網(wǎng)為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電具體包括根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；接收所述部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的交流電，轉(zhuǎn)化為直流電，并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中；所述儲(chǔ)能單元輸出穩(wěn)定的直流電，轉(zhuǎn)化后為穩(wěn)定的交流電，為各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具體包括檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速；根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測(cè)當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出； 對(duì)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析； 檢測(cè)得到所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)；根據(jù)所述當(dāng)前單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出、所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備的能量需求、以及所述儲(chǔ)能單元的當(dāng)前狀態(tài)，確定需要啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)； 啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 當(dāng)所述儲(chǔ)能單元儲(chǔ)存的電能達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的上限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止接收直流電；當(dāng)所述儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)存電量達(dá)到了其自身儲(chǔ)能容量的下限時(shí)，控制所述儲(chǔ)能單元停止輸出直流電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)裝置，所述系統(tǒng)包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括一套外圍電氣設(shè)備；所述裝置包括電網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)到風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生脫網(wǎng)時(shí)，發(fā)送啟動(dòng)指令至聯(lián)合保護(hù)模塊；監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，發(fā)送關(guān)閉指令至聯(lián)合保護(hù)模塊；聯(lián)合保護(hù)模塊，用于接收到啟動(dòng)指令時(shí)，啟動(dòng)部分或全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的外圍電氣設(shè)備供電；接收到關(guān)閉指令時(shí)，停止工作。本發(fā)明還公開一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合保護(hù)方法。采用本發(fā)明實(shí)施例，能夠在極端氣候時(shí)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間脫網(wǎng)的情況下，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的外圍電氣設(shè)備的能量供應(yīng)，從而提升機(jī)組在極端運(yùn)行條件下的自我保護(hù)能力。
文檔編號(hào)H02J9/08GK102290855SQ20111019125
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者姜宇君, 廖晶晶, 曾贛生 申請(qǐng)人:三一電氣有限責(zé)任公司