[發明專利]基于多網合一的儲能電站系統及暫態控制方法

有效

• 申請號: 201910725633.1
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110445158B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 侯凱;蔣應偉;王小紅;尹航;王海峰;張敏;何安然;洪希;蔡偉;鐘旭;繆文貴;于海;陳玉
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于多網合一的儲能電站系統及暫態控制方法，系統包括了監控主機、遠動裝置、暫態控制器、至少一臺儲能變流器，所述暫態控制器為在所述公共連接點獲取儲能電站參數并向儲能變流器發送指令的嵌入式裝置，所述監控主機、遠動裝置、儲能變流器和暫態控制器通過運行IEC61850 MMS協議的數據網絡連接，所述儲能變流器和暫態控制器通過運行IEC61850 goose協議的數據網絡連接，方法用于對所述系統進行暫態控制。本發明解決了當前儲能電站的架構不具備暫態響應能力的不足，能夠讓儲能電站具備電網頻率、電壓等暫態支撐能力，對所在電網的暫態故障進行有功無功的快速支撐，保證儲能接入的電網更加安全和穩定。

技術領域

本發明涉及一種儲能電站系統及暫態控制方法，特別是涉及一種基于多網合一的儲能電站系統及暫態控制方法。

背景技術

隨著能源改革的升級、新能源發電的快速發展；儲能成為關鍵的支撐技術。近幾年來，在電源側、電網側和用戶側的儲能電站建設和投運數量越來越多。儲能電站的場站級的控制技術，直接決定了儲能電站的運行功能。當前的儲能電站的架構包括了一次架構和二次架構。一次架構方面，儲能變流器(PCS)直流側連接電池將電池的直流電轉換為交流電，多臺PCS通過變壓器升壓，經過公共連接點(PCC)點并網。二次架構方面，調度通過數據網將調度指令下發給遠動裝置，儲能電站EMS從遠動或者本地獲取指令信息，根據電池狀態和電站安全運行條件，將指令合理分配給各個PCS，PCS直接控制電池進行功率輸出。調度網和遠動一般采用IEC60870-5-104協議；儲能電站的站控層一般采用IEC-61850MMS協議。

基于當前儲能電站控制架構，實現的是秒級和分鐘級的穩態控制，即儲能電站監控系統(EMS)接收調度系統或者本地的控制指令，根據電池和儲能變流器(PCS)的實時工況，將指令合理分配給PCS進行功率的輸出。這個過程是秒級和分鐘級的指令跟蹤過程，儲能電站場站級的暫態控制是缺失的。雖然儲能電站的主要控制對象——儲能變流器(PCS)具備毫秒級別的有功、無功獨立輸出能力，但儲能電站場站級的毫秒級暫態控制，在規范制定、裝置研發、控制策略研究上都處于缺失的狀態。

儲能電站場站級的暫態控制功能可歸納為有功暫態響應能力和無功暫態響應能力，其控制手段的缺失，導致儲能電站在場站一次調頻、快速電壓無功支撐等暫態功能的缺失。一方面沒有充分發揮儲能電站的作用，另一方面也不利于儲能電站所在電網的安全穩定，同時在采取增設其他設備彌補其暫態功能的時候增加建設成本。因為當前儲能電站的架構自身不具備場站級暫態控制能力，所以為了通過快速無功補償來彌補電網電壓突變對儲能電站的影響，很多儲能站配套了SVG裝置，這增加占地和設備成本的同時，使儲能系統變得更復雜。此外，為了使儲能電站具備一次調頻能力，目前通過單臺PCS的實時控制策略實現，這帶來兩個問題，一是單臺PCS需要進行模式切換才能進行一次調頻，而在這種情況下將無法執行調度的穩態控制指令；二是多臺PCS的一次調頻效果，無法保證一致性，導致整個儲能電站一次調頻效果不一定是預期的效果。

因而，當前的儲能電站的架構不具備暫態響應能力，在遇到電網的有功無功的暫態故障的時候無法為電網提供支撐，只能自身退出運行。為了彌補其暫態特性，或者需要增加額外的設備，這同時增加的系統的復雜度和建設成本；或者需要依賴單臺PCS的模式切換來實現，這樣會影響儲能電站的正常運行，且效果不佳。

發明內容

發明目的：本發明要解決的技術問題是提供一種基于多網合一的儲能電站系統及暫態控制方法，解決了當前儲能電站的架構不具備暫態響應能力的不足，能夠讓儲能電站具備電網頻率、電壓等暫態支撐能力，對所在電網的暫態故障進行有功無功的快速支撐，保證儲能接入的電網更加安全和穩定。