储能集群控制系统及储能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种储能集群控制系统及储能系统。其中，储能集群控制系统用于电网发电机组调频，在该控制系统中，储能集群控制器用于接收调节功率值和调频控制指令以及储能单元实时的当前容量和状态，以及实时接收储能变流器和电池管理系统的信息，并向储能单元控制器发送第一指令。储能单元控制器用于接收第一指令及储能变流器和电池管理系统发送来的信息，进行判断，生成第一控制信号，并将第一控制信号发送至储能变流器，进行充放电控制。储能变流器用于接收第一控制信号，并及时将内外部设备的信息发送至储能单元控制器。通过该技术方案，解决了如何满足多个储能单元并联的平台架构以及发电机组调频控制需求的快速实时性及同步性的技术问题。

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.

【技术实现步骤摘要】
储能集群控制系统及储能系统
本专利技术涉及电力系统调频
，尤其是涉及一种储能集群控制系统及储能系统。
技术介绍
目前，基于电网快速发展，对电力系统调频机组的要求逐渐提高，电池储能系统具备快速双向功率调节能力，能满足高频短时快速双向功率调节需求，故采用储能系统协助发电机组调频成为一种新的技术发展与应用趋势。基于电池储能系统的技术特点及安全性考虑，不宜采用单机大规模电池并联成组，构成大容量储能系统方案；而发电机组对于储能系统的功率需求较大，故需要采用多个中等容量储能单元并联，以满足系统总功率调节需求。另考虑到电网调频的快速响应需求，储能系统整体必须满足机组调频的快速响应速度。如何设计基于多个储能单元并联的储能集群控制系统，并满足发电机组调频需求的快速实时性及同步性，成为应用于发电机组调频的储能技术发展过程中所迫切需要解决的关键问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何满足多个储能单元并联的平台架构以及发电机组调频控制需求的快速实时性及同步性的技术问题而提供一种用于电网发电机组调频的储能集群控制系统。此外，还提供一种储能系统。为了实现上述目的，一方面，提供以下技术方案：一种储能集群控制系统，用于电网发电机组调频，其特征在于，所述系统包括：储能集群控制器、储能单元控制器以及储能变流器和电池管理系统；其中：所述储能集群控制器，用于接收调节功率值和调频控制指令以及储能单元实时的当前容量和状态，以及实时接收所述储能变流器和所述电池管理系统的信息，并向所述储能单元控制器发送第一指令；所述储能单元控制器，用于接收所述储能集群控制器发送来的所述第一指令以及所述储能变流器和所述电池管理系统发送来的信息，进行判断，生成第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述储能变流器，进行充放电控制；所述储能变流器，用于接收所述第一控制信号，并根据内外部设备的信息进行控制保护，并及时将所述内外部设备的信息发送至所述储能单元控制器。进一步地，电网包括自动发电控制调度装置，其特征在于，所述储能集群控制器通过光纤实时以太网与所述自动发电控制调度装置进行点对点通信。进一步地，所述调节功率值和所述调频控制指令由所述自动发电控制调度装置发送至所述储能集群控制器。进一步地，所述储能集群控制器设置N路光纤实时以太网接口，用于以点对点通信方式与所述储能单元控制器通信连接；其中，所述N取正整数。进一步地，所述储能单元控制器设置在所述储能集群控制器的就近侧，且所述储能单元控制器和所述储能集群控制器之间通过工业现场总线进行连接。进一步地，所述的工业现场总线为CAN总线。进一步地，所述储能集群控制系统分为三层架构，其中，顶层包括储能集群控制器，中层包括储能单元控制器，底层包括储能变流器和电池管理系统。进一步地，在所述三层架构中，下一层受控于上一层，且在所述上一层出现故障时，下一层可保持故障前所接收的指令独立正常运行。为了实现上述目的，另一方面，还提供一种储能系统。该储能系统包括上述任一储能集群控制系统。进一步地，上述储能系统还包括两个或两个以上并联设置的储能单元，每一储能单元包括多条支路，每一支路包括储能变流器、储能电池和电池管理系统。本专利技术实施例提供一种储能集群控制系统及储能系统。其中，储能集群控制系统用于电网发电机组调频，并且包括：储能集群控制器、储能单元控制器以及储能变流器和电池管理系统；其中，储能集群控制器用于接收调节功率值和调频控制指令以及储能单元实时的当前容量和状态，以及实时接收储能变流器和电池管理系统的信息，并向储能单元控制器发送第一指令。储能单元控制器用于接收储能集群控制器发送来的第一指令以及储能变流器和电池管理系统发送来的信息，进行判断，生成第一控制信号，并将第一控制信号发送至储能变流器，进行充放电控制。储能变流器用于接收第一控制信号，并根据内外部设备的信息进行控制保护，并及时将内外部设备的信息发送至储能单元控制器。通过该技术方案，将系统进行分布式设计以及合理的功能划分为储能集群控制器、储能单元控制器以及储能变流器和电池管理系统，解决了如何满足多个储能单元并联的平台架构以及发电机组调频控制需求的快速实时性及同步性的技术问题，具备较高的可靠性。附图说明图1是储能系统的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例的储能集群控制系统的结构示意图；图3是根据本专利技术另一实施例的储能集群控制系统的结构示意图。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。本专利技术实施例的基本思想是采用分层分布式设计思路，基于光纤以太网技术及工业现场总线技术，进行控制系统通信网络设计及合理功能划分。本专利技术实施例的储能集群控制系统可以应用于电网调频的采用两个或两个以上储能单元并联的储能系统。其中，每个储能单元可相互独立运行但受控于上一层控制系统。每个储能单元中包含多个支路，每个支路由储能变流器(PCS)和储能电池及电池管理系统(BMS)组成；储能变流器(PCS)实现对电池的充放电管理，电池管理系统(BMS)实现对储能电池的监控；每个支路可相互独立运行但受控于上一层控制系统。图1示例性地示出了储能系统的结构示意图。其中，储能系统包括发电机、高厂变、励磁变、主变压器以及1号储能单元、2号储能单元……N号储能单元。现有储能集群控制系统方案由一般为多个设备成套设计，控制系统采用多个传统控制设备连接，中间存在多种数据转换设备，网络的实时性和同步性较差，不能满足机组调频的快速实时性和同步性要求。为此，本专利技术实施例提供一种用于电网发电机组调频的储能集群控制系统。如图2所示，该储能集群控制系统20包括：储能集群控制器(ECS)21、储能单元控制器(EMU)22以及储能变流器(PCS)23和电池管理系统(BMS)24。其中：储能集群控制器21用于接收调节功率值和调频控制指令以及储能单元实时的当前容量和状态，实时接收储能变流器23和电池管理系统24的信息，并向储能单元控制器发送第一指令。本实施例中，调节功率值和调频控制指令可以通过电网自动发电控制调度装置发送至储能集群控制器。储能单元控制器22用于接收储能集群控制器21发送来的第一指令以及储能变流器23和电池管理系统24发送来的信息，进行判断，生成第一控制信号，并将该第一控制信号发送至储能变流器，进行充放电控制。储能变流器23与电池管理系统24相连，并用于接收第一控制信号，并根据内外部设备的信息进行控制保护，及时将内外部设备的信息发送至储能单元控制器22。通过本专利技术实施例，将系统进行分布式设计以及合理的功能划分为储能集群控制器、储能单元控制器以及储能变流器和电池管理系统，解决了如何满足多个储能单元并联的平台架构以及发电机组调频控制需求的快速实时性及同步性的技术问题，具备较高的可靠性。在一些实施例中，储能集群控制器通过光纤实时以太网与自动发电控制调度装置进行点对点通信。通过采用光纤实时以太网，本专利技术实施例可以确保在电站现场强电磁干扰环境下数据传输的可靠性及强抗干扰性。在一些实施例中，储能集群控制器设置N路光纤实时以太网接口，用于以点对点通信方式与储能单元控制器通信连接。其中，N取正整数。本实施例通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能集群控制系统，用于电网发电机组调频，其特征在于，所述系统包括：储能集群控制器、储能单元控制器以及储能变流器和电池管理系统；其中：所述储能集群控制器，用于接收调节功率值和调频控制指令以及储能单元实时的容量和状态，以及实时接收所述储能变流器和所述电池管理系统的信息，并向所述储能单元控制器发送第一指令；所述储能单元控制器，用于接收所述第一指令以及所述储能变流器和所述电池管理系统发送来的信息，进行判断，生成第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述储能变流器，进行充放电控制；所述储能变流器，与所述电池管理系统相连，并用于接收所述第一控制信号，并根据内外部设备的信息进行控制保护，及时将所述内外部设备的信息发送至所述储能单元控制器。

【技术特征摘要】
1.一种储能集群控制系统，用于电网发电机组调频，其特征在于，所述系统包括：储能集群控制器、储能单元控制器以及储能变流器和电池管理系统；其中：所述储能集群控制器，用于接收调节功率值和调频控制指令以及储能单元实时的容量和状态，以及实时接收所述储能变流器和所述电池管理系统的信息，并向所述储能单元控制器发送第一指令；所述储能单元控制器，用于接收所述第一指令以及所述储能变流器和所述电池管理系统发送来的信息，进行判断，生成第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述储能变流器，进行充放电控制；所述储能变流器，与所述电池管理系统相连，并用于接收所述第一控制信号，并根据内外部设备的信息进行控制保护，及时将所述内外部设备的信息发送至所述储能单元控制器。2.根据权利要求1所述的储能集群控制系统，其特征在于，电网包括自动发电控制调度装置，所述储能集群控制器通过光纤实时以太网与所述自动发电控制调度装置进行点对点通信。3.根据权利要求2所述的储能集群控制系统，其特征在于，所述调节功率值和所述调频控制指令由所述自动发电控制调度装置发送至所述储能集群控制器。4.根据权利要求1所述的储能集群控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建兴，
申请(专利权)人：蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81