一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法技术方案

本发明专利技术公开了储能控制领域的一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，方法包括：多个能量管理系统通过总线连接，每个能量管理系统均与场区内部的各被控系统连接；各能量管理系统评估自身的协控能力，并通过总线交互数据得到其他能量管理系统的总协控能力值；裁定协控能力值最大的能量管理系统作为主机系统，接管各被控系统的控制权，其他能量管理系统裁定作为备机系统。本发明专利技术在任何状态下均能保证场区内部最大的调控能力，加强场区对电网的支撑能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法


[0001]本专利技术涉及储能控制领域，具体是一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法。

技术介绍

[0002]目前，各类厂家在针对新能源电站里的功率流、信息流监控做关键设备研制，其中一套关键设备能量管理系统需要管理新能源站内功率流向及信息流向，控制站内电气设备的启停、功率输出等关键调节动作。因此，该能量管理系统是新能源电站内部的中心大脑，作为站内正常运行的核心，要求高安全可靠稳定。
[0003]现在主流的方法是针对能量管理系统做主备双机物理备份，其中主机系统一旦出现异常，备机系统接替主机系统执行监控，但存在如下一些问题：首先，虽然进行了主备双机备份，但两机器同时失效的概率50%，整个场站的能量管理系统失效概率偏高；其次，主备切换的策略都比较局限，没有考虑场站内部系统接入的关键设备的功率/调控能力做均衡切换，例如若主机并未故障，而只是部分接入设备失效，但会影响系统调控能力，然而备机同样存在此类问题，那么即使主机强制切换成备机，备机升级成主机，整个系统还是存在较大控制失效的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，方法包括：多个能量管理系统通过总线连接，每个能量管理系统均与场区内部的各被控系统连接；各能量管理系统评估自身的总协控能力，并通过总线交互数据得到其他能量管理系统的总协控能力值；比较得到总协控能力最大的能量管理系统，将其作为主机系统，接管各被控系统的控制权，其他能量管理系统裁定作为备机系统。
[0006]进一步的，能量管理系统的总协控能力的评估计算公式如下：；其中表示被控系统中关键电气设备的可控电气属性能力，i是所有关键设备集中的某台设备的索引编号；表示被控系统中监控设备的可用通道能力，j是所有监控设备集中的某台设备的索引编号；表示能量管理系统自身的协控能力；α、β表示系数。
[0007]进一步的，所述关键电气设备为被控系统中可控功率的能量设备，可控电气属性能力为能量设备的可控功率之和。
[0008]进一步的，所述监控设备为被控系统中用于实现数据采集控制的检测装置，可用通道能力为能够正常通信的检测装置的数量之和。
[0009]进一步的，所述能量管理系统自身的协控能力为能量管理系统其自身正常运行的组成单元的数量之和。
[0010]进一步的，各能量管理系统还通过总线交互心跳数据，并在根据总协控能力裁定自身级别之前判断心跳数据是否异常，心跳计数正常的能量管理系统参与到主机、备机系统的裁定，心跳计数异常的能量管理系统暂定作为异常系统不参与主机、备机系统的裁定。
[0011]进一步的，心跳计数异常包括心跳数据丢失及心跳计数维持不变；其中心跳数据丢失的能量管理系统被所有能量管理系统裁定为异常系统，不参与主机、备机系统的裁定，直至心跳数据恢复正常；心跳计数维持不变的能量管理系统将其自身裁定为备机系统，其他能量管理系统将其裁定为异常系统，不参与主机、备机系统的裁定，直至该能量管理系统的心跳计数恢复正常。
[0012]进一步的，所述总线采用全双工方式，每个能量管理系统同时并行接收其他能量管理系统的心跳报文，解析其他能量管理系统的协控能力，作为自身裁定主机系统、备机系统的依据。
[0013]进一步的，所述总线采用半双工方式，每个能量管理系统均包括至少两套独立的总线接口，其中一套接口对外广播心跳报文，另一套总线接口接收其他能量管理系统的心跳报文并解析协控能力。
[0014]有益效果：本专利技术在一主多备的情况下提供了主备快速切换通信方法，同时，根据能量管理系统接入的多种被控系统计算每个能量管理系统的协控能力，提供一种自由仲裁方法决策本系统是否升级为主机系统，接管场区控制权。本专利技术在任何状态下均能保证场区内部最大的调控能力，加强场区对电网的支撑能力。
附图说明
[0015]图1为本专利技术各能量管理系统与各被控系统连接示意图。
[0016]图2为本专利技术各能量管理系统裁定自身为主机或备机系统的流程图。
[0017]图3为本专利技术各能量管理系统判断自身心跳数据的流程图。
具体实施方式
[0018]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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，方法包括：参见图1，1~N个能量管理系统通过总线连接，该总线可以是串口通讯、网口通讯、CAN口通讯等多种总线通讯方式，不限于具体某个物理通讯方式。每个能量管理系统均与场区内部的各被控系统连接，也即每个能量管理系统接入的被控系统的设备类型数量一致，被控系统可以为多种多台储能系统、光伏系统、风电系统以及场区内部的各调控系统等。N
个能量管理系统中存在一个主机系统与N
‑
1个备机系统，其中主机系统负责实际的监控，备机系统并不对被控系统进行控制。
[0020]如图2所示，各能量管理系统均包含协调能力评估单元和自由仲裁单元，能量管理系统通过协调能力评估单元评估自身的总协控能力，并通过总线交互数据得到其他N
‑
1个能量管理系统的总协控能力Vk，k表示N个在线系统中的某套系统的索引编号。
[0021]自由仲裁单元按照总协控能力最大原则计算，其中得到，其中u为场区中每个能量管理系统的编号，若u是本机系统的编号，总协控能力最大，那么裁定本系统为场区内的主机系统，接管场区内各被控系统的控制权，否则裁定为备机系统，释放场区内控制权。
[0022]具体地，能量管理系统的总协控能力的评估计算公式如下：其中表示被控系统中关键电气设备的可控电气属性能力，i是所有关键电气设备中的某台设备的索引编号；表示被控系统中监控设备的可用通道能力，可用通道可以但不限于指采集通道下发控制通道，j是所有监控设备集中的某台设备的索引编号；表示能量管理系统自身的协控能力，该能力包括但不限于指系统中关键任务运行状态能力、关键模块有效能力；α、β表示系数，根据实际运行环境调参给定，各能量管理系统计算总协控能力时系数相同。
[0023]具体地，关键电气设备为被控系统中可控功率的能量设备。被控系统包括储能系统、光伏系统、风电系统以及各类调控系统，关键电气设备包括储能系统内部的PCS、电池、BMS等可控功率的能量设备，光伏系统中的光伏组件、逆变器等可控功率的能量设备以及风电系统中的发电机、齿轮增速器等可控功率的能量设备。
[0024]可控电气属性能力为上述能量设备的可控功率之和，用来表示关键电气设备的可控功率的大小。以电池为例，电池的可充电功率、可放电功率、PCS的功率爬坡能力等，可以用于表征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，其特征在于，方法包括：多个能量管理系统通过总线连接，每个能量管理系统均与场区内部的各被控系统连接；各能量管理系统评估自身的总协控能力，并通过总线交互数据得到其他能量管理系统的总协控能力值；比较得到总协控能力最大的能量管理系统，将其作为主机系统，接管各被控系统的控制权，其他能量管理系统裁定作为备机系统。2.根据权利要求1所述的一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，其特征在于，能量管理系统的总协控能力的评估计算公式如下：其中表示被控系统中关键电气设备的可控电气属性能力，i是所有关键电气设备中的某台设备的索引编号；表示被控系统中监控设备的可用通道能力，j是所有监控设备中的某台设备的索引编号；表示能量管理系统自身的协控能力；α、β表示系数。3.根据权利要求2所述的一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，其特征在于，所述关键电气设备为被控系统中可控功率的能量设备，可控电气属性能力为能量设备的可控功率之和。4.根据权利要求2所述的一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，其特征在于，所述监控设备为被控系统中用于实现数据采集控制的检测装置，可用通道能力为能够正常通信的检测装置的数量之和。5.根据权利要求2所述的一种综合储能系统的多机冗余高效控制方法，其特征在于，所述能量管理系统自身的协控能力为能量管理系统其自身正常运行的组成单元的数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绪伟，谈海涛，李大龙，
申请(专利权)人：合肥华思系统有限公司，
类型：发明
国别省市：