一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统技术方案

本发明专利技术涉及储能电站控制技术领域，公开了一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统，包括监控主网、监控备网、站控层、储能电站协调控制系统、协调控制子系统、分网控制系统和储能PCS；所述站控层包括EMS主机和网关，所述网关的数量为若干组，分别为网关A和网关B，所述EMS主机的数量为若干组，分别为EMS主机A和EMS主机B，所述EMS主机A和EMS主机B与监控主网和监控备网连接；所述储能电站协调控制系统包括协调控制器A和备用协调控制器B。本发明专利技术通过基于EtherCAT环网构成快速控制系统，从而有效降低延迟，具备同步指令包，可提高PCS控制同步性，还可减少交换机的通信负担，避免广播风暴风险。播风暴风险。播风暴风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统


[0001]本专利技术涉及储能电站控制
，具体为一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统。

技术介绍

[0002]目前，储能电站顾名思义，就是用来储存电能的，从本质上来说，就是给我们平时用的电能加上一个时间变量，传统上电能是即发即用，瞬时平衡的，没有时间因素，储能就是给电能加上了时间变量，达成我们想什么时候用就什么时候用的心愿，有了这个时间变量，给电网带来很多好处，可以用来给电网调峰调频，可以作为电网的应急电源，实现黑启动，还可以配合不稳定的新能源实现电能的平稳输出，而储能电站需要运行则需要配套的控制系统，用于控制储电和放电工作，还可用于对各项数据的监测记录。
[0003]但是目前的储能电站快速控制系统，至少还存在以下缺陷：目前的储能电站快速控制系统仅具备信号同步发送能力，无法保障信号接收同步率，控制指令收发效率低，不满足多PCS快速同步控制性能要求；目前的储能电站快速控制系统一般采用单层星型架构，交换机数量更多，广播风暴风险大；前的储能电站快速控制系统其监控网络和控制网络一般属于同一网络下，使其响应速度受到影响，其控制指令生成至PCS响应的延时在50毫秒数量级。
[0004]因此，我们提出一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统，通过基于EtherCAT环网构成快速控制系统，从而有效降低延迟，具备同步指令包，可提高PCS控制同步性，还可减少交换机的通信负担，避免广播风暴风险，解决了
技术介绍
中所提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统，包括监控主网、监控备网、站控层、储能电站协调控制系统、协调控制子系统、分网控制系统和储能PCS；所述站控层包括EMS主机和网关，所述网关的数量为若干组，分别为网关A和网关B，所述EMS主机的数量为若干组，分别为EMS主机A和EMS主机B，所述EMS主机A和EMS主机B与监控主网和监控备网连接；所述储能电站协调控制系统包括协调控制器A和备用协调控制器B，下文均简称为协控A和协控B，所述EMS主机A和EMS主机B分别通过监控主网以及监控备网与协控A和协控B连接，所述协控B为协控A的冗余热备组件；所述协控A接入于EtherCAT_A环网，所述协控B接入于EtherCAT_B环网；所述协调控制子系统包括PMS系统和PMS备用系统，所述PMS系统一端与EtherCAT_
A环网连接，所述PMS备用系统一端与EtherCAT_B环网连接，所述PMS系统和PMS备用系统另一端分别接入EtherCAT_a网和EtherCAT_b网，且各组PMSA系统和PMSB备用系统均与监控主网和监控备网连接；所述储能PCS系统包括PCS控制柜以及蓄电池组，所述控制柜的数量为多组，且各组控制柜输入端分别与EtherCAT_a网和EtherCAT_b网连接，所述控制柜输出端通过CAN控制器局域网络与各组蓄电池组连接，所述蓄电池组另一端接入于监控主网和监控备网；所述分网控制系统包括储能站控层EMS网、监视网络和储能控制网络，所述站控层EMS网上接入有处理服务器、EMS存储服务器、EMS工作站和前置服务器，所述站控层EMS网另一侧接入有协调控制器主体以及协调控制器子机，所述协调控制器主机分别与若干组协调控制器子机连接，所述协调控制器主体以及协调控制器子机另一侧接入于储能控制网络，所述监视网络上连接有若干组储能就地监控服务器，所述监视网络另一侧与若干组BMS电池管理系统连接，且所述BMS与蓄电池组连接。
[0007]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述PMSB备用系统为PMSA系统的冗余热备系统。
[0008]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述站控层EMS网上接入有同步系统分时钟，所以前置服务器分别与储能站控层EMS网以及储能控制网连接。
[0009]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述储能控制网络另一端还连接有若干组PSC控制柜，所述PCS另一端与监控网络以及若干组BMS连接。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述储能站控层EMS网、监视网络和储能控制网络均分别配备有一个主网和一个备用网。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述监控主网和监控备网上还连接有串口终端，所述串口终端与源网荷储互动终端连接，所述源网荷储互动终端通过硬接点分别与协控A和协控B连接。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述协控A和协控B均接入与并网点PT/CT采样设备。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述储能控制网络主网和备用网均采用GOOSE通信方式。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述站控层还包括网关、服务器和工作站，所述网关、服务器和工作站均与监控主网以及监控备网连接。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术的基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统，通过采用EtherCAT环网架构，形成快速控制网络，代替传统星型网络可减少交换机的使用，降低设备运维成本和通信延迟且PCS的控制同步性能更强，可拓展性更强，从而使PCS并列控制数能够得到大幅提升，且采用环网架构还可减少中心交换机的通信负担，避免广播风暴风险。
[0016]2.本专利技术的基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统，通过协调控制系统和协调控制子系统可使其组成分层分组快速控制系统架构，其次控制系统与监控管理系统可进行分网控制，可使控制系统形成独立的信息网络接入到EMS系统，避免相互干涉，提高通信效率。
[0017]3.本专利技术的基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统，通过监控网络和控
制网络均设置主网和备用网，其中主网络出现通信故障时能够无延迟切换到备用网进行运行，从而提高运行稳定。
附图说明
[0018]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统的整体结构示意图；图2为本专利技术基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统的储能电站协调控制系统和协调控制子系统的详细结构示意图；图3为本专利技术基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统的分网控制系统结构示意图；图4为本专利技术基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统的EtherCAT环网架构结构示意图；图5为本专利技术基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统的实验数据示意图。
具体实施方式
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制系统，其特征在于，包括监控主网、监控备网、站控层、储能电站协调控制系统、协调控制子系统、分网控制系统和储能PCS；所述站控层包括EMS主机和网关，所述网关的数量为若干组，分别为网关A和网关B，所述EMS主机的数量为若干组，分别为EMS主机A和EMS主机B，所述EMS主机A和EMS主机B与监控主网和监控备网连接；所述储能电站协调控制系统包括协调控制器A和备用协调控制器B，所述EMS主机A和EMS主机B分别通过监控主网以及监控备网与协控A和协控B连接，所述协控B为协控A的冗余热备组件；所述协控A接入于EtherCAT_A环网，所述协控B接入于EtherCAT_B环网；所述协调控制子系统包括PMS系统和PMS备用系统，所述PMS系统一端与EtherCAT_A环网连接，所述PMS备用系统一端与EtherCAT_B环网连接，所述PMS系统和PMS备用系统另一端分别接入EtherCAT_a网和EtherCAT_b网，且各组PMSA系统和PMSB备用系统均与监控主网和监控备网连接；所述储能PCS系统包括PCS控制柜以及蓄电池组，所述控制柜的数量为多组，且各组控制柜输入端分别与EtherCAT_a网和EtherCAT_b网连接，所述控制柜输出端通过CAN控制器局域网络与各组蓄电池组连接，所述蓄电池组另一端接入于监控主网和监控备网；所述分网控制系统包括储能站控层EMS网、监视网络和储能控制网络，所述站控层EMS网上接入有处理服务器、EMS存储服务器、EMS工作站和前置服务器，所述站控层EMS网另一侧接入有协调控制器主体以及协调控制器子机，所述协调控制器主机分别与若干组协调控制器子机连接，所述协调控制器主体以及协调控制器子机另一侧接入于储能控制网络，所述监视网络上连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，吴正利，
申请(专利权)人：安徽中科智充新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：