本发明专利技术涉及储能控制保护技术领域，公开了一种多层级构网型储能控制保护系统，包括：电池管理单元、能量管理单元、主控制保护单元、阀基控制保护单元以及子模块控制单元；本发明专利技术的多层级构网型储能控制保护系统涉及多个关键技术，包括能量管理单元的控制策略生成、主控制保护单元的调制波生成、阀基控制保护单元的SOC均衡控制策略、子控制保护单元的检修指令生成、电池管理单元的热管理和安全策略，通过上述技术的综合应用，使得多层级构网型储能控制保护系统能够在保证安全与质量的基础上，实现储能系统在新型电力系统中的高效运行和价值创造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能控制保护，特别是涉及一种多层级构网型储能控制保护系统。
技术介绍
1、多层级构网型储能控制保护系统是一种用于储能系统的控制和保护技术，旨在提高储能系统的安全性、可靠性和效率。
2、在当前的技术背景下，随着新能源的快速发展，全球电力系统进入可再生能源高渗透率阶段，给电网稳定运行带来挑战。构网技术作为新型电力系统的关键支撑技术之一，已经成为各国电力系统科技创新的技术高地。随着新能源的高比例发展，电力系统面临供需平衡、稳定性下降、故障隔离风险和宽频振荡等问题。构网型技术虽然能够提供一定的惯量支撑和频率、电压稳定能力，但在复杂的电力系统环境下，如何确保系统的长期稳定性仍然是一个挑战。
技术实现思路
1、本专利技术通过能量管理单元下发控制模式信息和控制目标值给主控制单元，并接收其上送的单元电压电流采样和各类监控信息，主控制单元负责总体无功/有功控制，采用单元级控制算法，输出三相调制波至阀基控制单元；阀基控制单元协调三相pcs换流链各单元工作，完成下行控制命令与上行状态信号的判断与中继，完成每相内各模块间电池soc均衡的附加控制，并最终针对每个pcs单元输出相应的控制信号；pcs单元的控制电路smc接收vbc下发的控制信号，采用调制算法，最终生成功率器件的驱动脉冲信号。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种多层级构网型储能控制保护系统，包括：
3、电池管理单元、能量管理单元、主控制保护单元、阀基控制保护单元以及子模块控制单元；
4、其中，电池管理单元，用于获取当前储能系统的运行状态数据；
5、能量管理单元，用于获取储能系统的运行状态数据，并结合储能系统的运行状态数据以及系统需求生成一级控制指令；
6、主控制保护单元，用于将能量管理单元中生成的一级控制指令转化成调制波；
7、阀基控制保护单元，用于协调三相pcs换流链各单元工作；还用于生成每个pcs单元对应的二级控制指令；
8、子控制保护单元，用于结合二级控制指令以及采用调制算法生成功率器件的驱动脉冲信号。
9、本专利技术的一些实施例中，所述能量管理单元还用于：
10、基于获取的储能系统各部件的历史运行状态数据生成历史运行状态评价值；
11、基于历史数据以及历史运行状态评价值设置多种控制策略；
12、获取当前采样时间节点的储能系统各部件运行状态数据生成当前采样时间节点的储能系统各部件运行状态评价值集合p，p＝{p1,p2…pi…pn}；
13、其中，pi表示当前储能系统中第i个部件的运行状态评价值；
14、pi＝h*(f1*ti+f2+vi)；
15、其中，h为环境影响系数，通过历史环境数据获得，f1为第i个部件的温度评价值的权重，ti表示第i个部件的温度评价值，f2为第i个部件的负载评价值，vi表示第i个部件的负载评价值；
16、基于当前采样时间节点的储能系统各部件运行状态评价值集合p生成控制策略；
17、基于控制策略生成一级控制指令，包括：当前储能系统的控制参数、后级dc/dc的电压控制目标和启停指令。
18、本专利技术的一些实施例中，所述主控制保护单元还用于：
19、基于一级控制指令计算当前储能系统中各个前级h桥控制所用调制波生成前级h桥的三相调制波数据集；
20、并将前级h桥的三相调制波数据集、后级dc/dc的电压控制目标和启停指令发送至阀基控制保护单元，同时执行系统主动安全策略；
21、所述系统主动安全策略包括：
22、基于电池模组-电池列-电池簇-电池堆-pcs设置多级故障隔离点；
23、故障隔离点为多级直流快熔保护装置。
24、本专利技术的一些实施例中，所述阀基控制保护单元还用于：
25、接收主控制保护单元下发的三相调制波，并基于三相调制波在阀基控制保护单元内部生成各个功率单元所接电池间的soc均衡控制策略；
26、基于soc均衡控制策略生成二级控制指令包括：各个h桥载波、调制波或者投切命令；
27、并将二级控制指令发送至子控制保护单元。
28、本专利技术的一些实施例中，所述生成各个功率单元所接电池间的soc均衡控制策略时，还包括：
29、两层均衡控制：其中第一层为相间soc均衡控制策略；第二层为相内soc均衡控制策略；
30、第一层为电流控制算法，结合指令电流、解耦前馈以及pi控制，控制集中式vsg输出电流跟踪上电流指令；
31、结合相间soc均衡控制以及零序电压注入或者负序电流注入，控制abc三相的电池的相间soc均衡；
32、第二层通过单级倍频载波移相spwm调制算法，生成三相各个模块的调制波；
33、结合相内soc均衡控制abc三相的电池的相内soc均衡。
34、本专利技术的一些实施例中，所述子控制保护单元还用于：
35、在每个pcs单元设置对应的子控制保护单元，基于二级控制指令生成功率器件的驱动脉冲信号发送到相应的驱动电路，同时基于子控制保护单元生成pcs单元的检修指令。
36、本专利技术的一些实施例中，所述基于子控制保护单元生成pcs单元的检修指令时，包括：
37、基于子控制保护单元获取当前pcs单元上器件的相关状态评价值数据集a，a＝{a1,a2…ai…an}；
38、其中，ai表示当前pcs单元上第i个器件的相关状态评价值，n表示当前pcs单元上器件的数量；
39、基于历史数据设置每个器件的状态评价值阈值，比较表示当前pcs单元上器件的相关状态评价值与对应的阈值，生成当前pcs单元的相关状态评价信息表；
40、基于当前pcs单元的相关状态评价信息表生成pcs单元的检修指令。
41、本专利技术的一些实施例中，所述电池管理单元还用于：
42、基于驱动脉冲信号控制内部断路器和接触器的分合，同时获取各电池簇内各电池的状态监视数据以及电池的soc/soh信息并上传至能量管理单元；
43、执行风冷电池热管理策略和电池主动安全策略。
44、本专利技术的一些实施例中，所述执行风冷电池热管理策略和电池主动安全策略时，包括：
45、风冷电池热管理策略如下：
46、实时监测电池模组的各个电芯的温度，并在每个电芯处设置风道，通过控制风道通断控制当前监测电池模组的每个电芯的温度在预设值范围内；
47、实时监测电池舱的温度通过空调风冷控制电池舱的温度；
48、电池主动安全策略如下：
49、基于当前电池模组的实时温度数据判断当前电池模组的工作状态，基于当前电池模组的工作状态生成预警指令。
50、本专利技术的一些实施例中，所述上传至能量管理单元时，包括：
51、基于电池管理单元获取电池的状态监视数据本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述能量管理单元还用于：
3.如权利要求2所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述主控制保护单元还用于：
4.如权利要求3所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述阀基控制保护单元还用于：
5.如权利要求4所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述生成各个功率单元所接电池间的SOC均衡控制策略时，还包括：
6.如权利要求5所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述子控制保护单元还用于：
7.如权利要求6所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述基于子控制保护单元生成PCS单元的检修指令时，包括：
8.如权利要求7所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述电池管理单元还用于：
9.如权利要求8所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述执行风冷电池热管理策略和电池主动安全策略时，包括：
10.如权利要求9所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述上传至能量管理单元时，包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述能量管理单元还用于：
3.如权利要求2所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述主控制保护单元还用于：
4.如权利要求3所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述阀基控制保护单元还用于：
5.如权利要求4所述的多层级构网型储能控制保护系统，其特征在于，所述生成各个功率单元所接电池间的soc均衡控制策略时，还包括：
6.如权利要求5所述的多...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨立滨，刘庭响，李春来，李红霞，李正曦，王恺，周万鹏，杨东旭，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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