[發明專利]一種基于協調控制器的儲能站功率快速控制方法及裝置

在審

• 申請號: 201911147530.8
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110854911A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 卜強生;袁宇波;蘇大威;高磊;徐春雷;彭志強;張琦兵;鄭明忠;徐曉春;李虎成;李佑偉;黃浩聲;曾飛;夏杰;張潼
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國網江蘇省電力有限公司淮安供電分公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J3/24;H02J13/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張歡歡

本發明涉及一種基于協調控制器的儲能站功率快速控制方法及裝置，包括協調控制器、PCS和BMS，協調控制器根據自身采集的電壓、電流量實時檢測電網電壓和頻率的波動情況，然后計算出全站儲能系統有功和無功的調節量，同時根據接收到PCS的信息，實時分配每個PCS的有功和無功調節量，再將每個PCS的調節量同時下發給各PCS。PCS接收到協調控制器的調節指令，直接根據指令調節功率輸出。本發明實現儲能電站的動態無功和一次調頻有功的統一控制和快速調節，提升儲能系統的動態無功電壓支撐能力和一次調頻能力。

技術領域

本發明涉及一種基于協調控制器的電化學儲能站功率快速控制方法及裝置，屬于電化學儲能系統控制與運行技術領域。

背景技術

儲能能夠為電網運行提供調峰、調頻、備用、黑啟動、需求響應支撐等多種服務，能夠抑制新能源發電的波動而顯著提高風、光等可再生能源的消納水平，儲能能夠突破傳統能源模式時間與空間的限制，已成為世界各國競相發展的戰略性新興技術。電化學儲能具備響應速度快、一次投資小、建設周期短等優點，在電力系統中已經得到越來越多的應用。

儲能系統接入電網后需要支撐電網安全運行，儲能系統的一些國標、行標中明確規定電化學儲能電站應具備緊急有功功率支撐和動態無功支撐能力，并且規定電化學儲能電站應充分發揮儲能系統的無功調節能力，當儲能系統無功調節能力不足時，宜配置無功補償裝置。目前電化學儲能電站都具備有功功率和無功功率的調節，按照標準要求，儲能系統的無功調節能力應不小于0.33倍的額定有功容量。電化學儲能電站中有功、無功的調節一般有兩種方式，一種是通過EMS(能量管理系統)統一調節，這種方式的有功和無功調節響應時間都在秒級以上；另一種是儲能變電流器自身感知電網頻率、電壓的變化而快速調節有功、無功輸出，這種方式的功率調節響應時間在百毫秒級甚至更快。前一種方式適合于電網的穩態調節和二次調頻，后一種方式適用于一次調頻、動態無功調節。但是后一種方式中，由于各儲能變流器獨自工作，存在一定差異性，尤其是在動態調節過程中，測量電網的電壓、頻率也是動態變化量，測量準確度下降，導致儲能變流器的動作特性存在較大的差異。儲能電站實際應用過程中，一般另外配置靜止無功發生器(SVG)以達到全站動態無功調節的性能，并通過放大一次調頻中頻率變化值以滿足一次調頻的要求。這就使得電化學儲能電站增加了投資及后期的運維成本，而且一次調頻也不能發揮到最優效果。

因此，為了充分發揮儲能系統有功、無功的調節能力，提升一次調頻和動態無功響應的一致性、快速性，儲能電站有必要進行全站快速、統一的有功功率和無功功率控制。儲能電站由統一的裝置就地實時對全站有功和無功功率調節量進行計算，然后根據PCS(儲能變流器)運行狀態進行優化分配，簡化PCS邏輯運算，并通過快速通信方式實現功率快速調節。從而儲能系統達到動態無功調節的能力，替代SVG實現電網動態電壓的支撐，并且實現更優的一次調頻能力，減少儲能電站設備投資和運維工作量，提升儲能電站對電網安全運行的支撐能力。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種基于協調控制器的儲能站功率快速控制方法及裝置，解決了電化學儲能電站PCS響應性能不一致、無法支撐動態無功電壓調節、設備運維復雜等不足的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于協調控制器的儲能站功率快速控制方法，其特征是，包括動態無功快速控制過程和/或一次調頻有功快速控制過程，其中：

動態無功快速控制過程包括以下內容：

當儲能系統需要PCS輸出無功補償電壓時，計算出儲能系統所需的無功功率總調節量；

根據每臺可用PCS的可調無功功率容量計算出儲能系統無功實際可調量；

綜合系統所需的無功功率總調節量和儲能系統無功實際可調量，得到儲能系統實際無功功率調節總量；

將儲能系統實際無功功率調節總量分配至每臺可用PCS，得到每臺可用PCS的實際無功功率調節量；