应用于风储电站的储能智慧能量管理系统技术方案

本发明专利技术提出一种应用于风储电站的储能智慧能量管理系统，包括系统管理模块、数据管理模块、实时监视模块、态势感知模块、功率预测模块、储能智慧管理策略模块、健康评估模块；所述系统管理模块包含通道管理；所述数据管理模块用于通过系统管理模块所管理的通信通道采集信息；所述实时监视模块用于实时监测；所述态势感知模块用于利用实时监视模块的监测信息进行整个网络的拓扑连线分析，并进行全面感知和预测；所述功率预测模块用于电站的功率预测；所述储能智慧管理策略模块基于功率预测模块的预测结果，完成优化调度策略。本发明专利技术能够针对电储能的应用场景，发挥硬件主体的最大优势来创造经济效益，自动给出经济性最高的辅助决策。决策。决策。

【技术实现步骤摘要】
应用于风储电站的储能智慧能量管理系统


[0001]本专利技术属于风电储能
，特别是涉及到一种应用于风储电站的储能智慧能量管理系统。

技术介绍

[0002]随着可再生能源发电比例的不断攀升，其发电的间歇性及波动性已经越来越多地给现有的电力系统带来了极大的挑战。传统的化石能源能够按照一般的用电需求而实现有效的发电调度及用电调度，但是以太阳能、风能为核心内容的新能源发电工作难以取得有效进展，因为这些新能源主要来源于自然界，根本不能实现对其的有效控制。
[0003]作为提升发电能力的核心技术，储能可以对新能源实现跟踪发电计划、平抑新能源出力波动等功能，这使得电池储能因其特殊的使用优势而成为最为优先的发展方向。目前我国已经建成的新能源发电基地规模庞大，其对电池储能的容量要求已经升高至数十兆瓦，有的甚至已经达到数百兆瓦以上。
[0004]电源侧储能电站主要作用为平滑新能源出力波动，跟踪调度计划指令，增加消纳水平，参与联合调频辅助服务等。比较典型的代表项目有以下几个：
[0005]于2005年在日本北海道建设的4MW/6MWh全钒液流电池储能系统，主要用于平滑当地风电场的出力，以削弱风电出力的随机性对电网的影响。
[0006]于2012年在我国张家口市张北县建立的张北风光储输20MW项目，主要起到平滑风电出力的作用。
[0007]于2013年在美国夏威夷库拉建设的11MW Auwahi风电场电池储能系统，解决了该电厂的出力平滑问题，改善了该电厂的清洁能源质量。
[0008]于2013年在国电龙源辽宁省法库县的卧牛石50MW风电场配备的5MW/10MWh储能系统，主要解决了该电厂的平滑出力，跟踪计划发电，增加电网对可再生能源的消纳能力。
[0009]然而以上的研究均是基于以硬件为主体的开发与研究，忽略了如何在保持硬件不变的情况下发挥硬件主体的最大优势来创造经济效益的问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术提出一种应用于风储电站的储能智慧能量管理系统，能够针对电储能的应用场景，发挥硬件主体的最大优势来创造经济效益，自动给出经济性最高的辅助决策。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0011]一种应用于风储电站的储能智慧能量管理系统，包括系统管理模块、数据管理模块、实时监视模块、态势感知模块、功率预测模块、储能智慧管理策略模块、健康评估模块；
[0012]其中，所述系统管理模块包含通道管理，完成针对场站内针对场站内的自动发电控制系统AGC子系统、自动电压控制系统AVC子系统、新能源功率预测系统、机组、无功补偿设备或调度主站的通信通道配置与管理；以及针对通信工况进行监视，主要对通道管理中所有通信通道的运行状态进行管理与监视；
[0013]所述数据管理模块用于通过系统管理模块所管理的通信通道采集场站及场站内其他子系统、机组、无功补偿设备或调度主站的基础信息和运行信息，通过统一编码技术对各类信息进行统一编码，并统一存储管理；
[0014]所述实时监视模块用于对场站及场站内其他子系统、机组、无功补偿设备或调度主站进行实时监测；
[0015]所述态势感知模块用于利用实时监视模块的监测信息进行整个网络的拓扑连线分析，并对场站及场站内其他子系统、机组、无功补偿设备或调度主站的运行状态进行全面感知和预测；
[0016]所述功率预测模块用于根据电站所处地理位置的气候特征和电站历史数据情况，构建预测模型进行电站的功率预测；
[0017]所述储能智慧管理策略模块基于功率预测模块的预测结果，完成制定满足经济、环保、技术等多指标的优化调度策略以及策略计划的下发执行，所述优化调度策略包括控制策略和保护策略；
[0018]所述健康评估模块对所述系统管理模块的异常告警信息进行多维度的统计分析。
[0019]进一步的，所述系统管理模块还包括：
[0020]系统日志，日志事件管理工具，负责收集保存系统所有运行状况、操作员操作与维修记录信息；
[0021]异常报警，采集到的各实时数据进行检测，所检测数据与定义的正常参数不符合时予以报警，报警条文转入历史数据库中；
[0022]权限管理，支持自定义用户及操作权限，禁止越权操作。
[0023]进一步的，所述数据管理模块包括：
[0024]数据采集，通过所述通信通道，获取运行数据，获取的数据主要包括各机组的运行状况、无功补偿设备的运行状况，断路器、主变、母线电压、母线频率、并网点的场站运行信息；
[0025]质量校验，接入的所有数据存入实时数据库前必须进行完整性及合理性检验，在数据接入时出现残缺值、异常值、越限值、变化异常值等一种或几种类型的残缺数据数值时，进行报警提示和标识，并依照插值与修正算法修补残缺数据；
[0026]数据存储，采集数据接入实时数据库，并定时存入历史数据库，历史数据按重要情况，存入历史数据库，按时间更新历史数据库；
[0027]数据展示，实时显示各种数据的质量值，断路器遥信状态信息数据，以及包括各设备的有功功率、无功功率、母线电压的运行信息数据，显示各设备运行工况信息数据，显示异常及报警信息数据；
[0028]电量统计，实时累计计算每日的理论发电量、实际发电量、目标发电量；根据输入的查询条件和配置的基础数据，对包括充电电量、放电电量、光伏发电量的数据进行统计，对包括系统运行曲线、收益分析的进行统计；根据运行数据分析与指标产生的偏差原因，用于对运行策略进行自动的优化以降低或排除偏差，实现自动化智能运营。
[0029]进一步的，所述实时监视模块实时监测包括BMS和PCS的电池储能系统，以及实时监测包括配电、环境、消防在内的辅助设备。
[0030]进一步的，所述态势感知模块包括：
[0031]拓扑分析，利用监测信息确定电力元件拓扑连接关系，然后根据电源结点、开关结点进行整个网络的拓扑连线分析，作为包括状态估计、故障定位在内的数据分析的基础；
[0032]进一步的，所述功率预测模块包括：
[0033]功率预测，根据电站所处地理位置的气候特征和电站历史数据情况，采用预测方法构建预测模型进行电站的功率预测，根据预测时间尺度的不同和实际应用的具体需求，采用多种方法及建模；
[0034]统计分析，用于数据统计，包括历史功率数据统计、历史气象数据统计、电站运行参数统计、误差统计。
[0035]进一步的，所述储能智慧管理策略模块包括：
[0036]系统整体运行策略，将保护策略和控制策略结合起来，根据保护策略判断系统是否处于正常状态，如果出现报警，按照报警级别的要求处理PCS及BMS，当符合正常运行条件时，监测系统指令，并按照控制策略工作，按照设定好的周期时间，循环进行保护策略过程，监测调度指令过程；
[0037]功率分配策略，合理分配所管理的多台PCS运行的有功功率和无功功率，在满足调度的功率指令前提下，优化使用整个电池系统，基于电池堆的容量和SOC值计算的剩余容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于风储电站的储能智慧能量管理系统，其特征在于，包括系统管理模块、数据管理模块、实时监视模块、态势感知模块、功率预测模块、储能智慧管理策略模块、健康评估模块；其中，所述系统管理模块包含通道管理以及异常告警，所述通道管理完成针对场站内的自动发电控制系统AGC子系统、自动电压控制系统AVC子系统、新能源功率预测系统、机组、无功补偿设备或调度主站的通信通道配置与管理，以及针对通信工况进行监视，对通道管理中所有通信通道的运行状态进行管理与监视；所述异常告警用于对采集到的各实时数据进行检测，所检测数据与定义的正常参数不符合时予以报警，报警条文转入历史数据库中；所述数据管理模块用于通过系统管理模块所管理的通信通道采集场站及场站内其他子系统、机组、无功补偿设备或调度主站的基础信息和运行信息，通过统一编码技术对各类信息进行统一编码，并统一存储管理；所述实时监视模块用于对场站及场站内其他子系统、机组、无功补偿设备或调度主站进行实时监测；所述态势感知模块用于利用实时监视模块的监测信息进行整个网络的拓扑连线分析，并对场站及场站内其他子系统、机组、无功补偿设备或调度主站的运行状态进行全面感知和预测；所述功率预测模块用于根据电站所处地理位置的气候特征和电站历史数据情况，构建预测模型进行电站的功率预测；所述储能智慧管理策略模块基于功率预测模块的预测结果，完成制定满足包括经济、环保、以及技术的多指标的优化调度策略以及策略计划的下发执行，所述优化调度策略包括控制策略和保护策略；所述健康评估模块对所述系统管理模块的异常告警信息进行多维度的统计分析。2.根据权利要求1所述的一种应用于风储电站的储能智慧能量管理系统，其特征在于，所述系统管理模块还包括：系统日志，日志事件管理工具，负责收集保存系统所有运行状况、操作员操作与维修记录信息；权限管理，支持自定义用户及操作权限，禁止越权操作。3.根据权利要求1所述的一种应用于风储电站的储能智慧能量管理系统，其特征在于，所述数据管理模块包括：数据采集，通过所述通信通道，获取运行数据，获取的数据主要包括各机组的运行状况、无功补偿设备的运行状况，断路器、主变、母线电压、母线频率、并网点的场站运行信息；质量校验，接入的所有数据存入实时数据库前必须进行完整性及合理性检验，在数据接入时出现包括残缺值、异常值、越限值、变化异常值的一种或几种类型残缺数据的数值时，进行报警提示和标识，并依照插值与修正算法修补残缺数据；数据存储，采集数据接入实时数据库，并定时存入历史数据库，历史数据按重要情况，存入历史数据库，按时间更新数据库；数据展示，实时显示各种数据的质量校验后的值，断路器遥信状态信息数据，以及包括各设备的有功功率、无功功率、母线电压的运行信息数据，显示各设备运行工况信息数据，
显示异常及报警信息数据；电量统计，实时累计计算每日的理论发电量、实际发电量、目标发电量；根据输入的查询条件和配置的基础数据，对包括充电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩云，王彦文，冯彬，韩敬涛，
申请(专利权)人：国能日新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：