一种集群式风电场智能供电系统

1.本实用新型涉及集群式风电场领域，尤其涉及一种集群式风电场智能供电系统。


背景技术：

2.集群式风电场是将多台风力发电装置整合在一起，共同承担发电任务，为电力系统提供清洁能源的发电厂，其具有污染小、功率大、成本低等诸多优点，已成为我国未来发电发展的重要趋势。然而，风力自身具有一定的不稳定性，在风速高的时候功率大，风速低的时候功率小，当风速过低时，会导致输出功率不足、频率和电压等级不达标的情况，而在风速过高时，会出现短暂过电压、频率提高的情况，因而使得电能质量严重不足。由此可知，只有在合理风速情况下的风电质量才是优质的，而传统集群式风电场无法区分优质风电，只能将所有风力发电装置发出的风电全部输出，因而拉低了集群式风电场发电的质量，给用户的使用带来了不便。


技术实现要素：

3.为了解决传统集群式风电场无法区分优质风电，只能将所有风力发电装置发出的风电全部输出，导致集群式风电场发电的质量差且不稳定的问题，本实用新型提出了一种集群式风电场智能供电系统，所述集群式风电场中包含至少一台风力发电装置，所述系统包括依次连接的电能采集模块、智能判断模块、信号发出模块、断路器模块以及电能输出网架；所述风力发电装置与断路器模块连接，其中：
4.电能采集模块，用于采集风力发电装置输出电能的电能信息；
5.智能判断模块，用于根据电能信息以电能质量的预设评价标准为依据获取风力发电装置输出电能的质量状态；
6.信号发出模块，用于根据风力发电装置输出电能的质量状态生成控制断路器模块中断路器通断的控制信号，并发送至断路器，以控制风力发电装置输出的电能在电能输出网架的流通状态。
7.进一步地，所述系统还包括与断路器模块连接的储能模块；
8.所述断路器模块包括：第一断路器、第二断路器与第三断路器；所述第二断路器与第三断路器均连接于第一断路器；所述第一断路器与风力发电装置连接；所述第二断路器与电能输出网架连接；所述第三断路器与储能模块连接；所述信号发出模块同时连接于第一断路器、第二断路器与第三断路器。
9.进一步地，所述智能判断模块中电能的质量状态包括：不合格、合格与优秀；
10.所述信号发出模块包括：
11.第一信号模块，用于在风力发电装置输出电能的质量状态为不合格时，生成控制第一断路器、第二断路器与第三断路器断开的控制信号，并发送至对应的断路器，以中断风力发电装置与电能输出网架、储能模块的连接；
12.第二信号模块，用于在风力发电装置输出电能的质量状态为合格时，生成控制第
一断路器、第三断路器闭合以及第二断路器断开的控制信号，并发送至对应的断路器，以导通风力发电装置与储能模块的连接通道以进行储能；
13.第三信号模块，用于在风力发电装置输出电能的质量状态为优秀时，生成控制第一断路器、第二断路器闭合以及第三断路器断开的控制信号，并发送至对应的断路器，以通过电能输出网架输出电能。
14.进一步地，所述电能采集模块中风力发电装置输出电能的电能信息包括：电能的电压、频率与波形信息。
15.进一步地，所述电能采集模块安装在风力发电装置上。
16.与现有技术相比，本实用新型至少含有以下有益效果：
17.(1)本实用新型中的信号发出模块，其根据风力发电装置输出电能的质量状态生成控制断路器模块中断路器通断的控制信号，并发送至断路器，以控制风力发电装置输出的电能在电能输出网架的流通状态，解决了传统集群式风电场无法区分优质风电，只能将所有风力发电装置发出的风电全部输出，导致集群式风电场发电的质量差且不稳定的问题；
18.(2)本实用新型通过智能判断模块获取风力发电装置输出电能的质量状态，并在质量状态为不合格时通过第一信号模块生成控制信号以控制第一断路器、第二断路器与第三断路器断开连接，从而中断风力发电装置与电能输出网架、储能模块的连接，以避免劣质电能对集群式风电场输出电能的影响；
19.(3)本实用新型在输出电能的质量状态为合格时，通过第二信号模块生成控制信号以控制第一断路器、第三断路器闭合以及第二断路器断开，从而导通风力发电装置与储能模块的连接通道，以进行储能，经过储能后，可提高集群式风电场所发电能的质量，同时还可作为备用的输出电能；
20.(4)本实用新型在输出电能的质量状态为优质时，通过第三信号模块生成控制信号以控制第一断路器、第二断路器闭合以及第三断路器断开，以通过电能输出网架输出电能，其确保了所有风力发电装置输出电能的质量，解决了传统集群式风电场发电的质量差且不稳定的问题；
21.(5)本系统显著提升了集群式风电场发电的质量，并在储能后提高了风电功率的利用率，节省了风电能源。
附图说明
22.图1为一种集群式风电场智能供电系统的系统模块图；
23.图2为一种集群式风电场智能供电系统的系统结构图。
具体实施方式
24.以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
25.实施例一
26.为了解决传统集群式风电场无法区分优质风电，只能将所有风力发电装置发出的风电全部输出，导致集群式风电场发电的质量差且不稳定的问题，如图1及图2所示，本实用
新型提出了一种集群式风电场智能供电系统，所述集群式风电场中包含至少一台风力发电装置，所述系统包括依次连接的电能采集模块、智能判断模块、信号发出模块、断路器模块以及电能输出网架；所述风力发电装置与断路器模块连接，其中：
27.电能采集模块，用于采集风力发电装置输出电能的电能信息；
28.智能判断模块，用于根据电能信息以电能质量的预设评价标准为依据获取风力发电装置输出电能的质量状态；
29.信号发出模块，用于根据风力发电装置输出电能的质量状态生成控制断路器模块中断路器通断的控制信号，并发送至断路器，以控制风力发电装置输出的电能在电能输出网架的流通状态。
30.本实用新型中的信号发出模块，其根据风力发电装置输出电能的质量状态生成控制断路器模块中断路器通断的控制信号，并发送至断路器，以控制风力发电装置输出的电能在电能输出网架的流通状态，解决了传统集群式风电场无法区分优质风电，只能将所有风力发电装置发出的风电全部输出，导致集群式风电场发电的质量差且不稳定的问题。
31.所述系统还包括与断路器模块连接的储能模块；
32.所述断路器模块包括：第一断路器、第二断路器与第三断路器；所述第二断路器与第三断路器均连接于第一断路器；所述第一断路器与风力发电装置连接；所述第二断路器与电能输出网架连接；所述第三断路器与储能模块连接；所述信号发出模块同时连接于第一断路器、第二断路器与第三断路器。
33.所述智能判断模块中电能的质量状态包括：不合格、合格与优秀；
34.所述信号发出模块包括：
35.第一信号模块，用于在风力发电装置输出电能的质量状态为不合格时，生成控制第一断路器、第二断路器与第三断路器断开的控制信号，并发送至对应的断路器，以中断风力发电装置与电能输出网架、储能模块的连接；
36.本实用新型通过智能判断模块获取风力发电装置输出电能的质量状态，并在质量状态为不合格时通过第一信号模块生成控制信号以控制第一断路器、第二断路器与第三断路器断开连接，从而中断风力发电装置与电能输出网架、储能模块的连接，以避免劣质电能对集群式风电场输出电能的影响。
37.第二信号模块，用于在风力发电装置输出电能的质量状态为合格时，生成控制第一断路器、第三断路器闭合以及第二断路器断开的控制信号，并发送至对应的断路器，以导通风力发电装置与储能模块的连接通道以进行储能；
38.本实用新型在输出电能的质量状态为合格时，通过第二信号模块生成控制信号以控制第一断路器、第三断路器闭合以及第二断路器断开，从而导通风力发电装置与储能模块的连接通道，以进行储能，经过储能后，可提高集群式风电场所发电能的质量，同时还可作为备用的输出电能。
39.第三信号模块，用于在风力发电装置输出电能的质量状态为优秀时，生成控制第一断路器、第二断路器闭合以及第三断路器断开的控制信号，并发送至对应的断路器，以通过电能输出网架输出电能。
40.本实用新型在输出电能的质量状态为优质时，通过第三信号模块生成控制信号以控制第一断路器、第二断路器闭合以及第三断路器断开，以通过电能输出网架输出电能，其
确保了所有风力发电装置输出电能的质量，解决了传统集群式风电场发电的质量差且不稳定的问题。
41.如图1所示，本实施例以包含4台风力发电装置的集群式风电场为例进行结构展示，第一台风力发电装置(风机1)对应设置有：电能采集模块1、智能判断模块1、信号发出模块1、断路器模块1(第一断路器qf11、第二断路器qf12、第三断路器qf13)、储能模块1；
42.第二台风力发电装置(风机2)对应设置有：电能采集模块2、智能判断模块2、信号发出模块2、断路器模块2(第一断路器qf21、第二断路器qf22、第三断路器qf23)；
43.第三台风力发电装置(风机3)对应设置有：电能采集模块3、智能判断模块3、信号发出模块3、断路器模块3(第一断路器qf31、第二断路器qf32、第三断路器qf33)、储能模块3；
44.第四台风力发电装置(风机4)对应设置有：电能采集模块4、智能判断模块4、信号发出模块4、断路器模块4(第一断路器qf41、第二断路器qf42、第三断路器qf43)；
45.需要说明的是，一个储能模块可同时供多台风力发电装置进行储能，本实施例中，储能模块1同时供风机1与风机2进行储能，储能模块3同时供风机3与风机4进行储能。
46.所述电能采集模块中风力发电装置输出电能的电能信息包括：电能的电压、频率与波形信息。
47.所述电能采集模块安装在风力发电装置上。
48.本系统显著提升了集群式风电场发电的质量，并在储能后提高了风电功率的利用率，节省了风电能源。
49.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
50.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
51.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。