[發(fā)明專利]一種兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210091324.1
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN103560532A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李相俊;惠東;來(lái)小康;賈學(xué)翠;王立業(yè);郭光朝;王平;梁廷婷;張亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/32
• 分類號(hào): H02J3/32
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)以及能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，尤其適用于大規(guī)模電池儲(chǔ)能電站并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

背景技術(shù)

國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程是國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)首批試點(diǎn)工程，以“電網(wǎng)友好型”新能源發(fā)電為目標(biāo)，以“先進(jìn)性、靈活性、示范性、經(jīng)濟(jì)性”為特點(diǎn)，是目前世界上規(guī)模最大、集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及輸電工程四位一體的可再生能源綜合示范工程。其中，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程(一期)擬建設(shè)風(fēng)電100MW、光伏發(fā)電40MW和儲(chǔ)能裝置20MW(包含14MW鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和2MW液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng))。

隨著電池及其集成技術(shù)的不斷發(fā)展，大規(guī)模分布式和集中式電池儲(chǔ)能電站的應(yīng)用模式將逐步成為一種優(yōu)選方案。大量?jī)?chǔ)能電站在配電網(wǎng)末端投入使用，使儲(chǔ)能設(shè)備的監(jiān)控范圍更廣，監(jiān)控要求更高，必須有一個(gè)完善的、可擴(kuò)充的、標(biāo)準(zhǔn)的信息平臺(tái)來(lái)支撐配電網(wǎng)末端儲(chǔ)能電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控與保護(hù)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、真實(shí)、及時(shí)的監(jiān)測(cè)，做出正確分析，采取有效措施。

對(duì)比既往的傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)和新能源發(fā)電系統(tǒng)的管理監(jiān)控平臺(tái)，不難發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模電池儲(chǔ)能電站中由于大量電池的使用，導(dǎo)致遙測(cè)、遙信量急劇增加，數(shù)據(jù)通信量非常龐大。因此，為了解決這一在儲(chǔ)能電站管理、監(jiān)控中出現(xiàn)的特殊問題，必須研制擁有高速通信，高可靠性，大數(shù)據(jù)庫(kù)容量，高速實(shí)時(shí)響應(yīng)等技術(shù)特點(diǎn)的全新適用于配電網(wǎng)末端儲(chǔ)能電站的綜合控制方案及監(jiān)控軟硬件平臺(tái)，為配電網(wǎng)末端電池儲(chǔ)能電站監(jiān)控和保護(hù)提供全面、有效的技術(shù)支撐。

儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)在保證可靠穩(wěn)定的前提下，需滿足配電網(wǎng)末端用戶實(shí)時(shí)調(diào)度和管控的性能要求，高速響應(yīng)電網(wǎng)各種應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求，這對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)的研發(fā)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。無(wú)論是在監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)以及通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、硬件支撐系統(tǒng)開發(fā)、實(shí)時(shí)響應(yīng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)等方面，都面臨相當(dāng)多的問題和約束條件。

目前有關(guān)大規(guī)模多類型電池儲(chǔ)能電站的監(jiān)控和并網(wǎng)運(yùn)行方面的專利、文獻(xiàn)、技術(shù)報(bào)告等非常少，需要深入研究和探索。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的之一在于提供一種更安全穩(wěn)定的兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠不僅滿足對(duì)儲(chǔ)能機(jī)組集群式實(shí)時(shí)快速控制和數(shù)十萬(wàn)傳輸數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)要求，還可以最大限度的減小電池劣化，保障電池健康運(yùn)行。

本發(fā)明的兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)，其包括：

中央監(jiān)控模塊，用于確定電池儲(chǔ)能電站中各儲(chǔ)能子站的功率命令值并實(shí)時(shí)下發(fā)給各本地監(jiān)控模塊；

本地監(jiān)控模塊，每個(gè)本地監(jiān)控模塊分別管轄一個(gè)儲(chǔ)能子站，其用于計(jì)算所管轄儲(chǔ)能子站中各儲(chǔ)能機(jī)組的功率命令值、并實(shí)時(shí)下發(fā)給各儲(chǔ)能機(jī)組，以及將各儲(chǔ)能機(jī)組的功率命令值上傳至中央監(jiān)控模塊進(jìn)行存儲(chǔ)；

所述中央監(jiān)控模塊與本地監(jiān)控模塊之間采用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與通信，所述通信網(wǎng)絡(luò)采用實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)和非實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)并行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

其中，電池儲(chǔ)能電站的相關(guān)數(shù)據(jù)包括通過實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)傳遞的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和通過監(jiān)測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)傳遞的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括上層調(diào)度數(shù)據(jù)、風(fēng)光發(fā)電數(shù)據(jù)和所有儲(chǔ)能機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括所有儲(chǔ)能機(jī)組的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，具體地：

上層調(diào)度數(shù)據(jù)包括下述任一至全部數(shù)據(jù)：跟蹤計(jì)劃發(fā)電曲線值、系統(tǒng)負(fù)荷曲線值、削峰填谷曲線值、系統(tǒng)調(diào)頻功率命令值、電池儲(chǔ)能電站總功率需求、電池儲(chǔ)能電站負(fù)荷值和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電總功率值等；

風(fēng)光發(fā)電數(shù)據(jù)包括下述任一至全部數(shù)據(jù)：風(fēng)光發(fā)電平滑目標(biāo)值、風(fēng)光發(fā)電波動(dòng)率值、風(fēng)光發(fā)電總功率值、風(fēng)光發(fā)電計(jì)劃值；風(fēng)力發(fā)電廠中各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有功功率、各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)、風(fēng)力發(fā)電總功率值、風(fēng)力發(fā)電額定功率、風(fēng)力發(fā)電預(yù)測(cè)功率等以及光伏發(fā)電廠中各光伏發(fā)電機(jī)組有功功率、各光伏發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)、光伏發(fā)電總功率值、光伏發(fā)電額定功率、光伏發(fā)電預(yù)測(cè)功率等；

儲(chǔ)能機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括下述任一至全部數(shù)據(jù)：儲(chǔ)能機(jī)組的額定功率、實(shí)際功率值、狀態(tài)信息(如：可控信號(hào)、工作狀態(tài)、告警狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)、整定狀態(tài)等)、工作模式、可用充電容量、可用放電容量、最大允許充電功率、最大允許放電功率、荷電狀態(tài)值、放電狀態(tài)值、健康狀態(tài)值和電池儲(chǔ)能電站實(shí)際總功率值(等于所有儲(chǔ)能機(jī)組實(shí)際功率值的總和)等；

儲(chǔ)能機(jī)組的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括下述任一至全部數(shù)據(jù)：儲(chǔ)能機(jī)組中各電池單體的電壓信息、溫度信息和非實(shí)時(shí)狀態(tài)信息等。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站的監(jiān)控方法，其包括如下步驟：