构网型分散式储能系统技术方案

本公开提出了一种构网型分散式储能系统，涉及储能技术领域，该系统包括：电池模块、构网型功率变换模块、一体化储能管理模块和中压变压器；电池模块包括，电池和电池管理单元，电池管理单元，用于采集电池的运行数据；一体化储能管理模块，用于下发预设运行参数；构网型功率变换模块包括，子功率变换单元，用于将电池直流转换为三相交流，采集电数据、预设运行参数，以生成控制信号，并基于控制信号对对应电池输出电流进行调整。通过设置与电池一一对应的子功率变换单元，可以防止电池簇不一致性带来的簇间电压不均，自动调整各电池簇功率分配，在主动支撑电网的情况下还能充分利用分散式储能的灵活性，实现电池储能利用最大化。实现电池储能利用最大化。实现电池储能利用最大化。

【技术实现步骤摘要】
构网型分散式储能系统


[0001]本公开涉及储能
，尤其涉及一种构网型分散式储能系统。

技术介绍

[0002]在高比例可再生能源场景下，对于能源的灵活性需求大幅度增长。电化学储能作为优质的灵活性资源可以解决新能源装机带来的随机性、波动性问题，保障电网稳定、供电可靠、运行安全，能够大幅提升电力系统调峰、调频和调压能力。在新能源附近增加具备同步发电机或者类似同步发电机的频率调节和电压控制能力的构网型储能系统，可以较为全面地提升电力系统调节能力和灵活性。具有平抑新能源发电波动，提升系统惯量、电压与频率支撑能力，控制短路容量和改善电网阻尼特性等突出特点，能在技术上有效调和新能源发展过程中将面临的各种矛盾。
[0003]目前，构网型储能系统控制策略主要包括模拟同步发电机运行有功功率
‑
频率、无功功率
‑
电压下垂特性的下垂控制，和模拟发电机机械运动的虚拟同步发电机控制。但下垂控制只模拟了同步发电机系统调速和励磁外特性，难以表征转动惯量，因此频率稳定性较差。而模拟发电机机械运动的虚拟同步发电机控制，整个过程都是以稳态值来进行控制，不能体现同步机的暂态过程，调度速度不够快。当前构网型储能技术多应用于集中式储能架构。

技术实现思路

[0004]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本公开的一个目的在于提出一种构网型分散式储能系统。
[0006]为达上述目的，本公开第一方面实施方式提出了一种构网型分散式储能系统，包括：电池模块、构网型功率变换模块、一体化储能管理模块和中压变压器；其中所述电池模块与所述构网型功率变换模块连接，所述构网型功率变换模块通过中压变压器与电网连接，所述一体化储能管理模块分别与所述电池模块和所述构网型功率变换模块连接；所述电池模块，包括n个串联的电池和对应的n个电池管理单元 ，其中，n为大于1的整数，所述电池管理单元，用于采集所述电池的运行数据；所述一体化储能管理模块，用于对所述电池管理单元上传的运行数据进行数值计算、性能分析、报警处理及记录存储，同时下发预设运行参数；所述构网型功率变换模块，包括n个与所述电池一一对应的子功率变换单元，所述子功率变换单元用于将输入所述电池或者所述电池输出的直流转换为三相交流，同时采集所述构网型功率变换模块交流侧的电数据、接收一体化储能管理模块发送的预设运行参数，以生成控制信号，并基于所述控制信号对对应电池输出电流进行调整。
[0007]根据本公开的一个实施方式，所述子功率变换单元包括储能变流器、变流器控制器，所述储能变流器的直流端与所述子功率变换单元对应的电池连接，所述储能变流器的交流端通过中压变压器与所述电网连接，所述储能变流器的控制端与所述变流器控制器连接；所述变流器控制器，用于采集并网点处的电数据以及接收所述一体化储能管理模块发
送的预设运行参数，基于所述电数据、所述预设运行参数和所述运行数据生成调整参数，并基于所述调整参数生成控制信号，其中所述并网点为所有储能变流器交流端的汇集点；所述储能变流器，用于基于所述控制信号调整运行参数，以实现将储能变流器的运行参数调整至所述调整参数。根据本公开的一个实施方式，所述预设运行参数包括预设有功功率、预设无功功率，所述基于所述电数据、预设运行参数和所述运行数据生成调整参数，包括：基于所述电数据分别进行一次调频和一次调压，以分别获取目标频率差和目标电压差；基于所述目标频率差和所述预设有功功率，确定调节有功功率，以及基于所述目标电压差和所述预设无功功率，确定调节无功功率；对所述调节有功功率和所述调节无功功率进行计算，以获取参考三相电压、参考等效电磁转矩和参考无功功率，并将所述参考三相电压、所述参考等效电磁转矩和所述参考无功功率作为所述调整参数。根据本公开的一个实施方式，所述预设运行参数还包括预设频率，基于所述电数据进行一次调频，获取所述目标频率差，包括：获取所述电数据中的采集频率，并基于所述采集频率和所述预设频率确定频率差；将所述频率差与第一判断范围进行比较；响应于所述频率差位于所述第一判断范围内，确定所述目标频率差为0；响应于所述频率差不在所述第一判断范围内，确定所述目标频率差为所述频率差。
[0008]根据本公开的一个实施方式，所述预设运行参数还包括预设电压，基于所述电数据进行一次调压，获取所述目标电压差，包括：获取所述电数据中的采集电压，并基于所述采集电压和预设电压确定电压差；将所述电压差与第二判断范围进行比较；响应于所述电压差位于所述第二判断范围内，确定所述目标电压差为0；响应于所述电压差不在所述第二判断范围内，确定所述目标电压差为所述电压差。
[0009]根据本公开的一个实施方式，所述基于所述目标频率差和所述预设有功功率，确定调节有功功率，以及基于所述目标电压差和所述预设无功功率，确定调节无功功率，包括：获取第一下垂系数和第二下垂系数；基于所述目标频率差和所述第一下垂系数确定偏差有功功率，以及基于所述目标电压差和所述第二下垂系数确定偏差无功功率；将所述偏差有功功率和所述预设有功功率求和，以获取所述调节有功功率，以及将所述偏差无功功率和所述预设无功功率求和，以获取所述调节无功功率。
[0010]根据本公开的一个实施方式，所述预设运行参数还包括参考电压变化率、参考频率变化率、有功功率变化率和无功功率变化率所述获取第一下垂系数和第二下垂系数，包括：将所述有功功率变化率和所述参考频率变化率进行相除，以获取所述第一下垂系数，以及将所述无功功率变化率和所述参考电压变化率相除，以获取所述第二下垂系数。
[0011]根据本公开的一个实施方式，对所述调节有功功率和所述调节无功功率进行计算之前，包括：基于所述调节有功功率和所述预设频率，确定等效转矩参考值；基于所述等效转矩参考值和等效电磁转矩计算值，确定转矩差；基于所述转矩差、阻尼值、所述预设频率和虚拟转动惯量，确定所述子功率变换单元的工作频率；对所述工作频率进行积分，以获取所述子功率变换单元的基础相位。
[0012]根据本公开的一个实施方式，所述对所述调节有功功率和所述调节无功功率进行计算，以获取参考三相电压、参考等效电磁转矩和参考无功功率，包括：基于三相电流矢量、所述基础相位、无功功率差值积分值确定所述参考等效电磁转矩；以及，基于所述工作频
率、所述基础相位、所述无功功率差值积分值确定所述参考三相电压；以及，基于所述工作频率、所述基础相位、所述三相电流矢量和所述无功功率差值积分值，确定所述参考无功功率。
[0013]根据本公开的一个实施方式，获取所述无功功率差值积分值，包括：基于所述预设无功功率和所述调节无功功率的差值进行积分，以获取所述无功功率差值积分值。
[0014]通过设置与电池一一对应的子功率变换单元，可以防止电池簇不一致性带来的簇间电压不均，自动调整各电池簇功率分配，在主动支撑电网的情况下还能充分利用分散式储能的灵活性，实现电池储能利用最大化。
附图说明
[0015]图1是本公开一个实施方式的一种构网型分散式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构网型分散式储能系统，其特征在于，包括：电池模块、构网型功率变换模块、一体化储能管理模块和中压变压器；其中所述电池模块与所述构网型功率变换模块连接，所述构网型功率变换模块通过所述中压变压器与电网连接，所述一体化储能管理模块分别与所述电池模块和所述构网型功率变换模块连接；所述电池模块，包括n个串联的电池和对应的n个电池管理单元，其中，n为大于1的整数，所述电池管理单元，用于采集所述电池的运行数据；所述一体化储能管理模块，用于对所述电池管理单元上传的运行数据进行数值计算、性能分析、报警处理及记录存储，同时下发预设运行参数；所述构网型功率变换模块，包括n个与所述电池一一对应的子功率变换单元，所述子功率变换单元用于将输入所述电池或者所述电池输出的直流转换为三相交流，同时采集所述构网型功率变换模块交流侧的电数据、接收一体化储能管理模块发送的预设运行参数，以生成控制信号，并基于所述控制信号对对应电池输出电流进行调整。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述子功率变换单元包括储能变流器、变流器控制器，所述储能变流器的直流端与所述子功率变换单元对应的电池连接，所述储能变流器的交流端通过中压变压器与所述电网连接，所述储能变流器的控制端与所述变流器控制器连接；所述变流器控制器，用于采集并网点处的电数据以及接收所述一体化储能管理模块发送的预设运行参数，基于所述电数据、所述预设运行参数和所述运行数据生成调整参数，并基于所述调整参数生成控制信号，其中所述并网点为所有储能变流器交流端的汇集点；所述储能变流器，用于基于所述控制信号调整运行参数，以实现将所述储能变流器的运行参数调整至所述调整参数。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预设运行参数包括预设有功功率、预设无功功率，所述基于所述电数据、所述预设运行参数和所述运行数据生成调整参数，包括：基于所述电数据分别进行一次调频和一次调压，以分别获取目标频率差和目标电压差；基于所述目标频率差和所述预设有功功率，确定调节有功功率，以及基于所述目标电压差和所述预设无功功率，确定调节无功功率；对所述调节有功功率和所述调节无功功率进行计算，以获取参考三相电压、参考等效电磁转矩和参考无功功率，并将所述参考三相电压、所述参考等效电磁转矩和所述参考无功功率作为所述调整参数。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述预设运行参数还包括预设频率，基于所述电数据进行一次调频，获取所述目标频率差，包括：获取所述电数据中的采集频率，并基于所述采集频率和所述预设频率确定频率差；将所述频率差与第一判断范围进行比较；响应于所述频率差位于所述第一判...

【专利技术属性】
技术研发人员：成前，刘明义，曹曦，曹传钊，雷浩东，平小凡，杨超然，荆鑫，许国泽，
申请(专利权)人：华能济南黄台发电有限公司华能金昌光伏发电有限公司，
类型：发明
国别省市：