儲能集群控制系統及儲能系統技術方案

本發明專利技術涉及一種儲能集群控制系統及儲能系統。其中，儲能集群控制系統用于電網發電機組調頻，在該控制系統中，儲能集群控制器用于接收調節功率值和調頻控制指令以及儲能單元實時的當前容量和狀態，以及實時接收儲能變流器和電池管理系統的信息，并向儲能單元控制器發送第一指令。儲能單元控制器用于接收第一指令及儲能變流器和電池管理系統發送來的信息，進行判斷，生成第一控制信號，并將第一控制信號發送至儲能變流器，進行充放電控制。儲能變流器用于接收第一控制信號，并及時將內外部設備的信息發送至儲能單元控制器。通過該技術方案，解決了如何滿足多個儲能單元并聯的平臺架構以及發電機組調頻控制需求的快速實時性及同步性的技術問題。

Energy storage cluster control system and energy storage system

The invention relates to an energy storage cluster control system and an energy storage system. Among them, the storage cluster control system for power generation units FM, in the control system, the storage cluster controller for receiving power regulation value and FM control instruction and the storage unit real-time current capacity and the state, and receive real-time converter and battery management system of information, and the first command transmission unit controller to storage. The storage unit controller for receiving a first instruction and energy storage converter and battery management system to send information to judge, generating a first control signal and the first control signal sent to the converter, charge and discharge control. The energy storage converter is used for receiving the first control signal and transmitting the information of the internal and external equipment to the energy storage unit controller in a timely manner. Through the technical scheme, the technical problem of how to meet the parallel platform structure of a plurality of energy storage units and the fast real-time and synchronous performance of the frequency modulation control requirements of the generator set are solved.

【技術實現步驟摘要】
儲能集群控制系統及儲能系統
本專利技術涉及電力系統調頻
，尤其是涉及一種儲能集群控制系統及儲能系統。
技術介紹
目前，基于電網快速發展，對電力系統調頻機組的要求逐漸提高，電池儲能系統具備快速雙向功率調節能力，能滿足高頻短時快速雙向功率調節需求，故采用儲能系統協助發電機組調頻成為一種新的技術發展與應用趨勢。基于電池儲能系統的技術特點及安全性考慮，不宜采用單機大規模電池并聯成組，構成大容量儲能系統方案；而發電機組對于儲能系統的功率需求較大，故需要采用多個中等容量儲能單元并聯，以滿足系統總功率調節需求。另考慮到電網調頻的快速響應需求，儲能系統整體必須滿足機組調頻的快速響應速度。如何設計基于多個儲能單元并聯的儲能集群控制系統，并滿足發電機組調頻需求的快速實時性及同步性，成為應用于發電機組調頻的儲能技術發展過程中所迫切需要解決的關鍵問題。有鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決如何滿足多個儲能單元并聯的平臺架構以及發電機組調頻控制需求的快速實時性及同步性的技術問題而提供一種用于電網發電機組調頻的儲能集群控制系統。此外，還提供一種儲能系統。為了實現上述目的，一方面，提供以下技術方案：一種儲能集群控制系統，用于電網發電機組調頻，其特征在于，所述系統包括：儲能集群控制器、儲能單元控制器以及儲能變流器和電池管理系統；其中：所述儲能集群控制器，用于接收調節功率值和調頻控制指令以及儲能單元實時的當前容量和狀態，以及實時接收所述儲能變流器和所述電池管理系統的信息，并向所述儲能單元控制器發送第一指令；所述儲能單元控制器，用于接收所述儲能集群控制器發送來的所述第一指令以及所述儲能變流器和所述電池管理系統發送來的信息，進行判斷，生成第一控制信號，并將所述第一控制信號發送至所述儲能變流器，進行充放電控制；所述儲能變流器，用于接收所述第一控制信號，并根據內外部設備的信息進行控制保護，并及時將所述內外部設備的信息發送至所述儲能單元控制器。進一步地，電網包括自動發電控制調度裝置，其特征在于，所述儲能集群控制器通過光纖實時以太網與所述自動發電控制調度裝置進行點對點通信。進一步地，所述調節功率值和所述調頻控制指令由所述自動發電控制調度裝置發送至所述儲能集群控制器。進一步地，所述儲能集群控制器設置N路光纖實時以太網接口，用于以點對點通信方式與所述儲能單元控制器通信連接；其中，所述N取正整數。進一步地，所述儲能單元控制器設置在所述儲能集群控制器的就近側，且所述儲能單元控制器和所述儲能集群控制器之間通過工業現場總線進行連接。進一步地，所述的工業現場總線為CAN總線。進一步地，所述儲能集群控制系統分為三層架構，其中，頂層包括儲能集群控制器，中層包括儲能單元控制器，底層包括儲能變流器和電池管理系統。進一步地，在所述三層架構中，下一層受控于上一層，且在所述上一層出現故障時，下一層可保持故障前所接收的指令獨立正常運行。為了實現上述目的，另一方面，還提供一種儲能系統。該儲能系統包括上述任一儲能集群控制系統。進一步地，上述儲能系統還包括兩個或兩個以上并聯設置的儲能單元，每一儲能單元包括多條支路，每一支路包括儲能變流器、儲能電池和電池管理系統。本專利技術實施例提供一種儲能集群控制系統及儲能系統。其中，儲能集群控制系統用于電網發電機組調頻，并且包括：儲能集群控制器、儲能單元控制器以及儲能變流器和電池管理系統；其中，儲能集群控制器用于接收調節功率值和調頻控制指令以及儲能單元實時的當前容量和狀態，以及實時接收儲能變流器和電池管理系統的信息，并向儲能單元控制器發送第一指令。儲能單元控制器用于接收儲能集群控制器發送來的第一指令以及儲能變流器和電池管理系統發送來的信息，進行判斷，生成第一控制信號，并將第一控制信號發送至儲能變流器，進行充放電控制。儲能變流器用于接收第一控制信號，并根據內外部設備的信息進行控制保護，并及時將內外部設備的信息發送至儲能單元控制器。通過該技術方案，將系統進行分布式設計以及合理的功能劃分為儲能集群控制器、儲能單元控制器以及儲能變流器和電池管理系統，解決了如何滿足多個儲能單元并聯的平臺架構以及發電機組調頻控制需求的快速實時性及同步性的技術問題，具備較高的可靠性。附圖說明圖1是儲能系統的結構示意圖；圖2是根據本專利技術實施例的儲能集群控制系統的結構示意圖；圖3是根據本專利技術另一實施例的儲能集群控制系統的結構示意圖。具體實施方式下面參照附圖來描述本專利技術的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本專利技術的技術原理，并非旨在限制本專利技術的保護范圍。本專利技術實施例的基本思想是采用分層分布式設計思路，基于光纖以太網技術及工業現場總線技術，進行控制系統通信網絡設計及合理功能劃分。本專利技術實施例的儲能集群控制系統可以應用于電網調頻的采用兩個或兩個以上儲能單元并聯的儲能系統。其中，每個儲能單元可相互獨立運行但受控于上一層控制系統。每個儲能單元中包含多個支路，每個支路由儲能變流器(PCS)和儲能電池及電池管理系統(BMS)組成；儲能變流器(PCS)實現對電池的充放電管理，電池管理系統(BMS)實現對儲能電池的監控；每個支路可相互獨立運行但受控于上一層控制系統。圖1示例性地示出了儲能系統的結構示意圖。其中，儲能系統包括發電機、高廠變、勵磁變、主變壓器以及1號儲能單元、2號儲能單元……N號儲能單元?，F有儲能集群控制系統方案由一般為多個設備成套設計，控制系統采用多個傳統控制設備連接，中間存在多種數據轉換設備，網絡的實時性和同步性較差，不能滿足機組調頻的快速實時性和同步性要求。為此，本專利技術實施例提供一種用于電網發電機組調頻的儲能集群控制系統。如圖2所示，該儲能集群控制系統20包括：儲能集群控制器(ECS)21、儲能單元控制器(EMU)22以及儲能變流器(PCS)23和電池管理系統(BMS)24。其中：儲能集群控制器21用于接收調節功率值和調頻控制指令以及儲能單元實時的當前容量和狀態，實時接收儲能變流器23和電池管理系統24的信息，并向儲能單元控制器發送第一指令。本實施例中，調節功率值和調頻控制指令可以通過電網自動發電控制調度裝置發送至儲能集群控制器。儲能單元控制器22用于接收儲能集群控制器21發送來的第一指令以及儲能變流器23和電池管理系統24發送來的信息，進行判斷，生成第一控制信號，并將該第一控制信號發送至儲能變流器，進行充放電控制。儲能變流器23與電池管理系統24相連，并用于接收第一控制信號，并根據內外部設備的信息進行控制保護，及時將內外部設備的信息發送至儲能單元控制器22。通過本專利技術實施例，將系統進行分布式設計以及合理的功能劃分為儲能集群控制器、儲能單元控制器以及儲能變流器和電池管理系統，解決了如何滿足多個儲能單元并聯的平臺架構以及發電機組調頻控制需求的快速實時性及同步性的技術問題，具備較高的可靠性。在一些實施例中，儲能集群控制器通過光纖實時以太網與自動發電控制調度裝置進行點對點通信。通過采用光纖實時以太網，本專利技術實施例可以確保在電站現場強電磁干擾環境下數據傳輸的可靠性及強抗干擾性。在一些實施例中，儲能集群控制器設置N路光纖實時以太網接口，用于以點對點通信方式與儲能單元控制器通信連接。其中，N取正整數。本實施例通過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種儲能集群控制系統，用于電網發電機組調頻，其特征在于，所述系統包括：儲能集群控制器、儲能單元控制器以及儲能變流器和電池管理系統；其中：所述儲能集群控制器，用于接收調節功率值和調頻控制指令以及儲能單元實時的容量和狀態，以及實時接收所述儲能變流器和所述電池管理系統的信息，并向所述儲能單元控制器發送第一指令；所述儲能單元控制器，用于接收所述第一指令以及所述儲能變流器和所述電池管理系統發送來的信息，進行判斷，生成第一控制信號，并將所述第一控制信號發送至所述儲能變流器，進行充放電控制；所述儲能變流器，與所述電池管理系統相連，并用于接收所述第一控制信號，并根據內外部設備的信息進行控制保護，及時將所述內外部設備的信息發送至所述儲能單元控制器。

【技術特征摘要】
1.一種儲能集群控制系統，用于電網發電機組調頻，其特征在于，所述系統包括：儲能集群控制器、儲能單元控制器以及儲能變流器和電池管理系統；其中：所述儲能集群控制器，用于接收調節功率值和調頻控制指令以及儲能單元實時的容量和狀態，以及實時接收所述儲能變流器和所述電池管理系統的信息，并向所述儲能單元控制器發送第一指令；所述儲能單元控制器，用于接收所述第一指令以及所述儲能變流器和所述電池管理系統發送來的信息，進行判斷，生成第一控制信號，并將所述第一控制信號發送至所述儲能變流器，進行充放電控制；所述儲能變流器，與所述電池管理系統相連，并用于接收所述第一控制信號，并根據內外部設備的信息進行控制保護，及時將所述內外部設備的信息發送至所述儲能單元控制器。2.根據權利要求1所述的儲能集群控制系統，其特征在于，電網包括自動發電控制調度裝置，所述儲能集群控制器通過光纖實時以太網與所述自動發電控制調度裝置進行點對點通信。3.根據權利要求2所述的儲能集群控制系統，其特征在于，所述調節功率值和所述調頻控制指令由所述自動發電控制調度裝置發送至所述儲能集群控制器。4.根據權利要求1所述的儲能集群控制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張建興，
申請(專利權)人：蔚來汽車有限公司，
類型：發明
國別省市：中國香港,81