[發明專利]用于規模化電池儲能系統的同期控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202010430851.5
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111478371A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 蔣順平;華新強;李旭;丁勇;石祥建;劉為群
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40;H02J3/48;H02J3/50;H02J13/00
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 王月春;武玉琴

本申請提供一種用于規?；姵貎δ芟到y的同期控制裝置及方法，該裝置包括：第一信息交互網，與儲能系統的儲能變流子單元相連；至少兩個子控制單元，與所述第一信息交互網相連，每個子控制單元通過第一信息交互網協調控制至少兩個所述儲能變流子單元；第二信息交互網，與所述子控制單元相連；中央控制單元，與所述第二信息交互網相連，通過第一信息交互網、子控制單元和第二信息交互網獲取儲能變流子單元的運行狀態并向其發送同期控制指令中包括的有功功率指令和無功功率指令。通過分層控制架構進行協調控制，可靈活應對規?；瘍δ茏兞飨到y的擴容；通過有功功率和無功功率指令對儲能變流子單元進行間接控制，降低規模化儲能系統同期控制的復雜性。

技術領域

本申請涉及電池儲能系統并網運行技術領域，具體地涉及一種用于規?；姵貎δ芟到y的同期控制裝置及方法。

背景技術

隨著可再生能源的大規模發展，其隨機性、間歇性給電網的運行和控制帶來了嚴峻的挑戰。電池儲能能夠顯著提高風、光等可再生能源的消納水平，提升傳統電力系統的靈活性、經濟性和安全性。此外，儲能系統還可以離網運行，在電網故障時或者高海偏無地區能夠充當主電源，給就地負載供電、便于新能源接入。

電池儲能系統離網運行時，其電壓幅值、相位等運行參數與電網的運行參數存在差異。當電網正常、儲能系統需要并網運行時，必須對儲能系統進行同期控制，避免由于較大的合閘沖擊電流導致系統故障。受儲能單元中儲能變流器(PCS)單機功率的限制，規模化電池儲能系統一般由多個PCS并聯構成。同期控制多個PCS協調運行，難度很大，極易出現系統失穩或者同期失敗問題。

現有的同期控制方法存在以下問題：(1)只針對單個儲能變流器的同期控制，通過調節離網電壓幅值和頻率實現同期控制；由于存在頻率變化，該方法在規?；瘍δ芟到y的應用中，有導致系統失穩的風險；(2)規?；瘍δ芟到y控制架構不合理，中間通訊轉換環節多，延遲現象明顯，導致同步控制實時性差；(3)同期并網前后，同期控制裝置和儲能單元信息交互需要切換，控制邏輯復雜，例如：并網運行之前兩者交互有功功率指令和無功功率指令，離網運行時交互電壓幅值指令和電壓頻率指令。

發明內容

本申請旨在提供一種用于規?；姵貎δ芟到y的同期控制裝置及控制方法。所述同期控制裝置采用分層架構協調控制多個儲能變流子單元，利用儲能變流器下垂控制特性，通過有功功率、無功功率實現對儲能變流子單元電壓頻率、電壓幅值的平滑控制，從而實現同期前后的信息交互共享，提高同期控制的可靠性。

根據本申請的一方面，本申請提供一種用于規?；姵貎δ芟到y的同期控制裝置，包括：

第一信息交互網，與所述儲能系統的儲能變流子單元相連；

至少兩個子控制單元，與所述第一信息交互網相連，每個所述子控制單元通過第一信息交互網協調控制至少兩個所述儲能變流子單元；

第二信息交互網，與所述子控制單元相連；

中央控制單元，與所述第二信息交互網相連，通過所述第一信息交互網、所述子控制單元和所述第二信息交互網獲取所述儲能變流子單元的運行狀態并向其發送同期控制指令中包括的有功功率指令和無功功率指令。

根據本申請的一些實施例，所述中央控制單元在離網運行狀態下獲取同期指令，通過二次電纜采集所述儲能系統的運行參數。

根據本申請的一些實施例，所述運行狀態包括：運行正常、運行異常、運行正常的儲能變流子單元的數量。

根據本申請的一些實施例，所述運行參數包括：儲能系統交流母線電壓、電網電壓、公共連接點開關位置中的一種或多種。

根據本申請的一些實施例，所述中央控制單元，包括：

信息采集模塊，用于獲取所述同期指令、所述運行狀態、所述運行參數；