一种高速协同的分布式储能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高速协同的分布式储能控制系统，包括分布式储能设备、信息采集单元和协控主机及集控，其特征在于：所述分布式储能设备、信息采集单元、协控主机及集控，并组成光纤环网及以太网通讯网络。该一种高速协同的分布式储能控制系统充分结合了EtherCAT通讯传输技术的优点，很好的解决分布式储能实时性控制的问题，同时采用集群和分布式协同的控制策略，多台分布式储能设备通过本发明专利技术构建了一个灵活强、可控性强、响应时间快的分布式储能协同控制系统，本发明专利技术可以延伸至其他应用场景，比如光储充电站、台区储能、分布式光伏等多种应用场景，为多个不同类型分布式储能协同控制提供了一种解决思路。制提供了一种解决思路。制提供了一种解决思路。

【技术实现步骤摘要】
一种高速协同的分布式储能控制系统


[0001]本专利技术涉及储能控制系统
，具体为一种高速协同的分布式储能控制系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着储能技术经济性的不断提升，储能在可再生能源发电、智能电网、能源互联网建设中的作用日益凸显，我国也相继出台政策鼓励储能技术的建设与应用，根据接入方式及应用场景的不同，储能系统的应用主要包含集中式与分布式两种形式，集中式应用的储能系统一般在同一并网点集中接入，目前，在大规模可再生能源发电并网、电网辅助服务等方面主要采用此形式，具有功率大(数兆瓦到百兆瓦级)、持续放电时间长(分钟级至小时级)等特点，分布式应用的储能系统接入位置灵活，目前多在中低压配电网、分布式发电及微电网、用户侧应用，分布式储能的功率、容量的规模相对较小；目前分布式储能系统还存在着一些问题，相对于大电网的传统运行模式，分布式储能接入及出力具有分散布局、可控性差等特点。从电网调度角度而言，缺乏有效的调度手段，不利于分布式储能发挥出其对电网频率、电压和电能质量的改善作用，会造成储能资源的较大浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种高速协同的分布式储能控制系统，以解决
技术介绍
中所提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高速协同的分布式储能控制系统，包括分布式储能设备、信息采集单元和协控主机及集控，其特征在于：所述分布式储能设备、信息采集单元、协控主机及集控，并组成光纤环网及以太网通讯网络，所述分布式储能设备及集群控制系统可共同构成高速协同的分布式储能运行控制方法，所述分布式储能系统控制策略，可实现功能包括但不限于一次调频、削峰填谷、防过载、防逆流及三相不平衡治理等策略。
[0005]作为本专利技术的优选技术方案，所述协控主机包括协调从控单元，所述协调从控单元采集并网点功率控制信息，通过光纤环网上传至协控主机，只传输实时性数据。
[0006]作为本专利技术的优选技术方案，所述协控主机接收并网点信息并根据电网调度及各并网点信息汇合，结合并网控制点的功率调节需求，根据优化算法，生成功率指令，发布至协控主机，所述协控主机收到信息后通过EtherCAT技术将信息快速下发至各分布式储能。
[0007]作为本专利技术的优选技术方案，所述分布式储能设备主要采集并网点信息，采集PCS、BMS及其他动环信息，并与集控和协控主机进行通信，分布式储能与PCS、BMS及并网采集设备通讯可选择RS485、CAN等通讯方式，与集控采用以太网通讯方式，通讯规约可选择modbus TCP或104等，与协控主机采用EtherCAT通讯，传输实时数据量。
[0008]作为本专利技术的优选技术方案，所述集控为集中式控制，所述集中式控制若是，则集
控单元算法优化，所述协控单元接收信息并快速下发，所述集中式控制若否，则从控单元计算并网点信息，算法优化，下发控制指令至PCS。
[0009]作为本专利技术的优选技术方案，所述分布式储能通过基于EtherCAT光纤环网网络通信，实时性和非实时性数据分开传输，大大提高分布式储能响应速度，以及提高其实时性。
[0010]作为本专利技术的优选技术方案，所述分布式储能设备、协控单元及集控单元组成的网络架构，可实现集控单元对分布式储能进行一次调频、削峰填谷等控制策略，兼顾接收调度指令下发，实现AGC及AVC的功能，同时丛控可实现就地化控制，两种控制模式可灵活切换，实现即插即用。
[0011]作为本专利技术的优选技术方案，高速协同的分布式控制方法为：基于综合并网点信息（配变信息）、丛控自身信息（分布式储能系统设备）、可实现分布式储能的分散式运行；基于协控主机（EtherCAT）、丛控单元（分布式储能设备）及集控单元（集中式控制）可实现分布式储能集中运行，两种控制权可进行智能化转换，即满足配电侧控制需求，又满足分布式储能系统单接入点的控制需求的多目标优化的需求，从而实现分布式储能多目标优化，高速协调的控制，大大提高分布式储能可控性。
[0012]与现有技术相比，本专利技术提供了一种高速协同的分布式储能控制系统，具备以下有益效果：1、本专利技术在分布式储能设备端部署丛控设备，在变压侧或并网点部署信息控制采集设备，在集中控制端部署协控主机和集控主机。首先信息控制采集设备采集并网点功率信息，并通过通讯上传至集控单元，丛控设备主要采集并网点信息，采集PCS、BMS及其他动环信息，并与集控和协控主机进行通信，丛控与PCS、BMS及并网采集设备通讯可选择RS485、CAN等通讯方式，与集控采用以太网通讯方式，通讯规约可选择modbus TCP或104等，与协控主机采用EtherCAT通讯，传输实时数据量。通过该架构方式可实现集中控制及就地控制两种模式选择，大大提高了分布式储能的可控性；2、首先集控单元可与电网调度及上级监控进行通信，接收调度信息，通过EtherCAT技术可将信息快速分配至各分布式单元，响应速度可达到100ms以内，配合集控单元可实现电网的一次调频等实时控制需求。
[0013]其次集控设备通过EtherCAT传输技术上传PCS、BMS及并网点的控制信息，集控单元收到信息后进行控制算法计算，然后通过EtherCAT将控制指令信息下发至分布式储能各单元，采用光纤环网的模式，响应速度可控制在100ms以内。
[0014]最后当丛控与集控及协控出现通讯故障或电网没有进行调度时，此时控制权进行转换，每个分布式储能的丛控单元接管控制，丛控单元可根据采集的并网点或变压器信息完成相应的削峰填谷控制，当通讯恢复后，控制权转为集控控制，可大大提高分布式储能分散性和可控性差的问题；3、本专利技术采用实时性和非实时性双网部署，非实时性数据采用普通以太网部署方式，实时性数据采用以太网控制自动化技术（EtherCAT）完成快速控制；首先将非实时性的数据如电池单体信息、展示的模拟量信息等可以通过非实时性数据传输，该数据量比较大，但是不参与控制，对响应时间要求不高；实时性数据通过光纤环网的方式，可以大大减少光纤的部署数量，通讯传输采用工业实时以太网EtherCAT的传输方式，由于数据量少，可大大提供数据的传输速度，同时丛控可通过RS485和PCS进行通
信，将波特率设置为大，尽量缩减通讯时间，有新的分布式储能系统设备接入时，基于EtherCAT光纤环网的特点和本专利技术所提出的交互机制，系统可以自动识别，每台设备可以根据新的设备数量及相关信息自动调整自身输出，提高系统的兼容性、可扩展性、灵活性。
附图说明
[0015]图1为本专利技术分布式储能拓扑及控制网络架构示意图；图2为本专利技术分布式集群架构结构示意图；图3为本专利技术控制策略计算流程结构示意图；图4为本专利技术高速协同控制流程结构示意图；图5为本专利技术高速协同分布式控制系统框图结构示意图；图6为本专利技术高速协同分布式储能拓扑结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速协同的分布式储能控制系统，包括分布式储能设备、信息采集单元和协控主机及集控，其特征在于：所述分布式储能设备、信息采集单元、协控主机及集控，并组成光纤环网及以太网通讯网络，所述分布式储能设备及集群控制系统可共同构成高速协同的分布式储能运行控制方法，所述分布式储能系统控制策略，可实现功能包括但不限于一次调频、削峰填谷、防过载、防逆流及三相不平衡治理等策略。2.根据权利要求1所述的一种高速协同的分布式储能控制系统，其特征在于：所述协控主机包括协调从控单元，所述协调从控单元采集并网点功率控制信息，通过光纤环网上传至协控主机。3.根据权利要求2所述的一种高速协同的分布式储能控制系统，其特征在于：所述协控主机接收并网点信息并根据电网调度及各并网点信息汇合，所述协控主机收到信息后通过EtherCAT技术将信息快速下发至各分布式储能。4.根据权利要求1所述的一种高速协同的分布式储能控制系统，其特征在于：所述分布式储能设备主要采集并网点信息，采集PCS、BMS及其他动环信息，并与集控和协控主机进行通信，分布式储能与PCS、BMS及并网采集设备通讯可选择RS485、CAN等通讯方式，与集控采用以太网通讯方式，通讯规约可选择modbus TCP或104等，与协控主机采用EtherCAT通讯，传输实时数据量。5.根据权利要求4所述的一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世锋，张建兴，马帅，丁辉，
申请(专利权)人：许昌云能魔方储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：