一种多元储能协同控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多元储能协同控制系统及方法，其中多元储能协同控制系统包括火力发电输电线路和光伏发电输电线路，光伏发电输电线路通过第一升压变压器并入火力发电输电线路，光伏发电输电线路通过第一控制支路与第一储能输电线路电连接，第一储能输电线路分别通过供电控制支路和储能控制支路与火力发电输电线路电连接，第一储能输电线路分别通过逆变供电支路和整流储能支路与第二储能输电线路电连接。通过布置电池簇和超级电容实现对输电线路供电冗余能量吸收存储，用电峰值补充电网电能，提高电网供电方式多样化，在对供电冗余能量吸收存储阶段，根据电池簇和超级电容状态以及电网用电状态，动态调节储能路径，实现稳定高效动态储能。定高效动态储能。定高效动态储能。

【技术实现步骤摘要】
一种多元储能协同控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及储能
，特别是涉及一种多元储能协同控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着碳中和、碳达峰目标有序推进，传统以火力发电作为供电主体的供电方式逐渐被新能源为主体的供电方式所替代，但是在新能源发电阶段容易受到外界自然条件影响，发电效能具有波段性，供电不稳定，因而新能源发电阶段电能储存成为了新能源发电大范围推广的关键技术；在2021年由国网电科院带队完成永州蚂蝗塘储能站并网测试，标志着储能站可完成对电网安全稳定供电，但是在新能源发电并网和储能站储存电能之间不能根据电网用电状态动态调整新能源发电并网和储能路径，造成了储能效能低的问题。

技术实现思路

[0003]针对目前在新能源发电并网和储能站之间不能根据电网用电状态动态调整新能源发电并网和储能路径的技术问题，本申请提出了一种多元储能协同控制系统及方法。
[0004]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：本申请公开了一种多元储能协同控制系统，包括火力发电输电线路和光伏发电输电线路，所述光伏发电输电线路通过第一升压变压器并入所述火力发电输电线路，所述光伏发电输电线路通过第一控制支路与第一储能输电线路电连接，所述第一储能输电线路分别通过供电控制支路和储能控制支路与所述火力发电输电线路电连接，所述第一储能输电线路分别通过逆变供电支路和整流储能支路与第二储能输电线路电连接，所述第二储能输电线路通过主投切控制支路分别与电池簇和超级电容电连接，且所述电池簇和所述第二储能输电线路之间设置第一备用控制支路，所述超级电容和所述第二储能输电线路之间设置有第二备用控制支路；所述电池簇和所述超级电容分别设置有状态监测组件，所述第一控制支路、所述供电控制支路、所述储能控制支路、所述主投切控制支路、所述第一备用控制支路、所述第二备用控制支路以及所述状态监测组件均与电能管理系统电连接。
[0005]通过布置电池簇和超级电容实现对输电线路供电冗余能量吸收存储，用电峰值补充电网电能，提高电网供电方式多样化，在对供电冗余能量吸收存储阶段，根据电池簇和超级电容状态以及电网用电状态，动态调节储能路径，实现稳定高效动态储能。
[0006]优选地，所述光伏发电输电线路设置有第一无功补偿器，所述逆变供电支路设置有第二无功补偿器，所述火力发电输电线路且在靠近负载端处设置有第三无功补偿器，所述第一无功补偿器、所述第二无功补偿器以及所述第三无功补偿器均与所述电能管理系统电连接。
[0007]优选地，所述光伏发电输电线路包括若干个汇流箱，所述汇流箱的进线端与所述光伏阵列电连接，所述汇流箱的出线端通过第一逆变器与所述第一升压变压器的进线侧电连接；所述第一逆变器和所述第一升压变压器之间的输电线路上并入有第一无功补偿器，且所述第一逆变器的出线侧通过第一控制支路与所述第一储能输电线路电连接。
[0008]优选地，所述逆变供电支路包括第二逆变器和第二升压变压器，所述第二逆变器的进线侧与所述第二储能输电线路电连接，所述第二逆变器的出线侧与所述第二升压变压器的进线侧电连接，且所述第二逆变器的出线侧与所述第二升压变压器的进线侧之间的输电线路并入有第二无功补偿器，所述第二升压变压器的出线侧与所述第一储能输电线路电连接；所述整流储能支路包括降压变压器和整流器，所述降压变压器的进线侧与所述第一储能输电线路电连接，所述降压变压器的出线侧通过熔断器与所述整流器的进线侧电连接，所述整流器的出线侧与所述第二储能输电线路电连接。
[0009]优选地，所述第一储能输电线路和所述第二储能输电线路均为双回路输电线路，所述双回路输电线路包括供电线路和储能线路；所述光伏发电输电线路、所述储能控制支路和所述整流储能支路均与所述储能线路电连接，所述供电控制支路和所述逆变供电支路与所述供电线路电连接；所述主投切控制支路与所述供电线路电连接，所述第一备用控制支路和所述第二备用控制支路分别与所述供电线路和所述储能线路电连接。
[0010]优选地，所述主投切控制支路、所述第一备用控制支路以及所述第二备用控制支路整体组成双投切控制回路，调节所述电池簇和所述超级电容的使用状态，以用于满足一用一储、双用或双储。
[0011]优选地，所述主投切控制支路包括转换开关，所述转换开关的进线端与所述第二储能输电线路电连接，所述转换开关的出线端分别通过第一支路和第二支路与所述电池簇和所述超级电容电连接，所述转换开关与所述电能管理系统电连接；所述第一备用控制支路和所述第二备用控制支路均包括第一断路器、隔离开关、第二断路器和第三断路器，所述电池簇和所述超级电容与所述第一断路器电连接，所述第一断路器与所述隔离开关电连接，所述隔离开关通过所述第一断路器和所述第二断路器分别与所述供电线路和所述储能线路电连接；所述第一断路器、所述第二断路器和所述第三断路器均与所述电能管理系统电连接。
[0012]优选地，所述状态监测组件包括电压传感器、电流传感器以及红外测温传感器，所述电池簇和所述超级电容并联设置有电压传感器，所述电池簇和所述超级电容的出线侧串联有电流传感器，所述电池簇和所述超级电容外侧设置有红外测温传感器，所述电压传感器、所述电流传感器和所述红外测温传感器均与所述电能管理系统电连接。
[0013]优选地，所述电能管理系统包括现场控制器，所述现场控制器通过电源转换器与外接电源电连接，所述现场控制器与本地存储单元、无线数传单元以及继电器单元电连接，所述无线数传单元与远程控制主机通讯连接。
[0014]本申请还公开了一种多元储能协同控制方法，包括以下步骤：S1、用电波峰时段，投切光伏发电输电线路、电池簇和超级电容全部并入火力发电输电线路；S2、根据步骤S1，当电池簇和/或超级电容电压低于电压下限设定值时，断开电池簇和/或超级电容供电线路，同时投切光伏发电输电线路并入储能线路，超级电容和/或电池簇开始充电储能；S3、用电正常时段，投切光伏发电输电线路并入储能线路，电池簇和/或超级电容开始充电储能；S4、用电波谷时段，投切光伏发电线路和火力发电输电线路并入储能线路，电池簇和/或超级电容开始充电储能；
S5、根据步骤S2
‑
S4，当电池簇和/或超级电容充放电过程温度高于温度上限设定值时，断开电池簇和/或超级电容储能线路。
[0015]与现有技术相比，有益效果在于：1、本申请通过布置电池簇和超级电容配合第一储能线路、第二储能线路、逆变供电支路、整流储能支路、主投切控制支路、第一备用控制支路以及第二备用控制支路整体实现对输电线路供电冗余能量吸收存储，用电峰值补充电网电能，提高电网供电方式多样化，在对供电冗余能量吸收存储阶段，根据电池簇和超级电容状态以及电网用电状态，动态调节储能路径，实现稳定高效动态储能；2、本申请在电池簇和超级电容充放电过程实时监测运行状态，根据运行状态动态调整充放电状态，进而对电池簇和超级电容充放电性能优化，提高储能效能，延长储能元件的使用寿命。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元储能协同控制系统，包括火力发电输电线路和光伏发电输电线路，其特征在于，所述光伏发电输电线路通过第一升压变压器并入所述火力发电输电线路，所述光伏发电输电线路通过第一控制支路与第一储能输电线路电连接，所述第一储能输电线路分别通过供电控制支路和储能控制支路与所述火力发电输电线路电连接，所述第一储能输电线路分别通过逆变供电支路和整流储能支路与第二储能输电线路电连接，所述第二储能输电线路通过主投切控制支路分别与电池簇和超级电容电连接，且所述电池簇和所述第二储能输电线路之间设置第一备用控制支路，所述超级电容和所述第二储能输电线路之间设置有第二备用控制支路；所述电池簇和所述超级电容分别设置有状态监测组件，所述第一控制支路、所述供电控制支路、所述储能控制支路、所述主投切控制支路、所述第一备用控制支路、所述第二备用控制支路以及所述状态监测组件均与电能管理系统电连接。2.如权利要求1所述的多元储能协同控制系统，其特征在于，所述光伏发电输电线路设置有第一无功补偿器，所述逆变供电支路设置有第二无功补偿器，所述火力发电输电线路且在靠近负载端处设置有第三无功补偿器，所述第一无功补偿器、所述第二无功补偿器以及所述第三无功补偿器均与所述电能管理系统电连接。3.如权利要求1或2所述的多元储能协同控制系统，其特征在于，所述光伏发电输电线路包括若干个汇流箱，所述汇流箱的进线端与所述光伏阵列电连接，所述汇流箱的出线端通过第一逆变器与所述第一升压变压器的进线侧电连接；所述第一逆变器和所述第一升压变压器之间的输电线路上并入有第一无功补偿器，且所述第一逆变器的出线侧通过第一控制支路与所述第一储能输电线路电连接。4.如权利要求1所述的多元储能协同控制系统，其特征在于，所述逆变供电支路包括第二逆变器和第二升压变压器，所述第二逆变器的进线侧与所述第二储能输电线路电连接，所述第二逆变器的出线侧与所述第二升压变压器的进线侧电连接，且所述第二逆变器的出线侧与所述第二升压变压器的进线侧之间的输电线路并入有第二无功补偿器，所述第二升压变压器的出线侧与所述第一储能输电线路电连接；所述整流储能支路包括降压变压器和整流器，所述降压变压器的进线侧与所述第一储能输电线路电连接，所述降压变压器的出线侧通过熔断器与所述整流器的进线侧电连接，所述整流器的出线侧与所述第二储能输电线路电连接。5.如权利要求4所述的多元储能协同控制系统，其特征在于，所述第一储能输电线路和所述第二储能输电线路均为双回路输电线路，所述双回路输电线路包括供电线路和储能线路；所述光伏发电输电线路、所述储能控制支路和所述整流储能支路均与所述储能线路电连接，所述供电控制支路和所述逆变供电支...

【专利技术属性】
技术研发人员：向新宇，樊立波，韩荣杰，蒋建，毛航银，黄佳斌，金旻昊，夏红鑫，陈益芳，屠永伟，方响，来益博，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：