[发明专利]一种子系统自治方式的储能电站综合协调控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种子系统自治方式的储能电站综合协调控制系统。

背景技术

能源结构低碳化正逐渐成为全世界能源可持续发展的目标，智能电网也成为当前电力系统发展的热点，储能系统作为其中的关键元素，有助于抑制风能、太阳能等可再生能源的波动性和间歇性，提高清洁能源的接入比例；储能系统可以减小负荷峰谷差，提高系统效率以及设备利用率；储能系统可以增大系统的应急备用容量，提高电网的安全稳定裕度。大规模储能电站可以贯穿电力系统发、输、配、用的各个环节，不仅对传统电力起到改善和改良的作用，而且储能技术的发展和应用也将给智能电网的规划、设计、布局、运行管理以及使用等带来革命性的变化。为了更好发挥储能电站的作用，必须具有一套方便易用，实时性强的综合协调控制系统来支撑，以及一套控制策略来保障储能电站的稳定性，提高电能质量。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种子系统自治方式的储能电站综合协调控制系统，采用子系统自治的方式，通过各个子系统的SCADA监控软件完成子系统的监控和管理，并提供子系统的信息到统一平台。实现对具备光伏子系统、风电子系统的风光储输电池储能电站的综合控制方法；针对各种电池储能系统特性，完善储能装置保护技术，实现储能电站中各电池本体、电池模块、储能单元的参数运行状态的监测及保护。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种子系统自治方式的储能电站综合协调控制系统，所述控制系统包括系统层、SCADA子系统层和设备层；所述系统层通过工业以太网与SCADA子系统层连接，所述SCADA子系统层通过光纤以太网、串行通信接口或现场总线和设备层相连接。

所述系统层接收用户下发的控制调节命令，将控制命令通过交换机转发到SCADA子系统层进行协调控制，同时所述SCADA子系统层将控制调节命令下发给设备层，由设备层执行器执行控制命令。

所述工业以太网为100M/1000M高速工业以太网，所述光纤以太网为100M/1000M光纤以太网，所述串行通信接口为RS232接口或RS485接口。

所述系统层为所述控制系统的核心，负责数据存储、运算和程序的运行；

所述系统层包括冗余实时数据服务器、冗余历史数据服务器、应用服务器、监控工作站、打印机和大屏幕系统；所述冗余实时数据服务器和冗余历史数据服务器实现数据处理和存储，所述应用服务器实现主体程序的运行，所述监控工作站、打印机和大屏幕系统是主要的人机交互设备，用于多种信息的处理和显示。

所述SCADA子系统层包括光伏子系统、风电子系统和储能子系统；

所述光伏子系统、风电子系统和储能子系统均包括通信管理机、SCADA监控服务器、系统防火墙、视频监控系统、火灾报警系统和交换机；

光伏子系统、风电子系统和储能子系统从设备层采集到数据后，通过通信管理机进行协议转换和数据处理，然后转发到SCADA监控服务器，所述SCADA监控服务器上的SCADA监控软件对数据进行汇集处理后通过交换机、系统防火墙将数据送至系统层，由系统层对数据进行存储、分析和展示。

所述设备层包括光伏子系统底层设备、风电子系统底层设备和储能子系统底层设备。

所述光伏子系统底层设备包括电池阵列、并网逆变器、传感器、采集器、执行器和接口设备；所述电池阵列的功率、数量及组成结构根据实际情况制定，所述传感器和采集器对光伏子系统的原始实时数据进行采集，包括电压和电流；采集得到的原始实时数据通过接口设备上传到SCADA监控软件，由SCADA监控软件进行处理。

所述风电子系统底层设备包括风电机组、并网逆变器、传感器、采集器、控制器和接口设备；

所述控制器发送控制命令给SCADA监控软件，由SCADA监控软件根据储能子系统上传的监测数据发送充电命令和充电参数，保证储能子系统的电池不过充和过放；控制器附带耗能负载，在电池充满的状况下吸纳风机发出的电能；

所述逆变器将风电机组产生的三相交流电转化为直流电，然后将直流电接入储能子系统；

所述传感器和采集器设备采集风电子系统的监测数据，包括输出电压、输出电流、实际发电功率、线路状态、有功功率和机组的振动信号，通过接口设备将采集的监测数据传输到SCADA监控软件，由监控软件完成监测数据的汇集，并监测数据的异常情况，生成警告信息。

所述储能子系统底层设备包括电池组、充放电控制器、电池管理系统、并网功率变换器、隔离变压器和辅助设备。