[发明专利]一种大容量电池储能系统快速功率协调控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种大容量电池储能系统快速功率协调控制方法和装置，控制方法包括中央协调控制方法和子协调控制方法，实现了储能系统的一键启、停和快速功率协调控制功能；装置包括中央协调控制装置和子协调控制装置，利用本发明提出的协调控制装置，实现兆瓦级及以上容量电池储能系统的快速功率协调控制。本发明适用于兆瓦级及以上容量的电池储能系统，实现了大容量电池储能系统的一键启、停操作和快速功率协调控制，同时可以根据不同用户需求设置不同的控制策略，实现储能系统的多用途开发。

技术领域

本发明涉及一种大容量电池储能系统快速功率协调控制方法和装置，属于电池储能系统并网运行技术领域。

背景技术

近年来，随着高渗透率新能源接入电网，由于其间歇性、波动性和随机性，使得电网面临安全稳定运行的挑战日益增加，也阻碍了电网对于新能源的消纳。

电池储能系统具有能量双向流动、快速功率响应等特性，是解决新能源消纳问题的重要方法。随着新能源接入的比例越来越高，对应需要的储能系统的容量越来越大。大容量电池储能系统，一般采用大量的储能变流器并联实现并网运行，储能系统的规模越大，并联的储能变流器(PCS)的数量越多，并且不同的PCS连接的电池组运行状态不同。然而，储能系统一般作为整体来完成用户特定的功能需求，如一键启停、功率跟踪、辅助调频调压等，这就要求对数量众多的PCS进行集中控制并且考虑不同时刻电池组的不同状态，进行优化协调控制，最终整个储能系统满足用户的需求，且运行效率达到最优。因此，如何实现多PCS优化协调控制并进行快速功率响应，是解决大容量电池储能系统并网运行的关键。现有的控制系统主要通过监控系统与PCS通讯，中间还会加上规约转换装置，通讯环节较多，延迟很大；且监控系统无法实现控制芯片级别的快速运算处理能力，无法做到对于储能系统的快速功率控制。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种大容量电池储能系统快速功率协调控制方法和装置，采用嵌入式控制装置完成协调控制策略的快速运算，并采用高速光纤通讯的方式传输信息和指令，将大量的储能变流器控制单元进行合理有效的管理，实现其快速功率协调控制。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种大容量电池储能系统的快速功率协调控制方法，包括依次执行中央协调控制过程和子协调控制过程；

所述中央协调控制过程包括以下步骤：

11)采集储能系统主电路信息，所述主电路信息包括储能系统并网点电压U_{abc_pcc}和并网点电流I_{abc_pcc}，并根据并网点电压和电流计算出并网点频率f_{_pcc}、有功功率P_{_pcc}和无功功率Q_{_pcc}；

12)获取子协调控制装置信息，所述子协调控制装置信息包括子协调控制装置的运行状态State_{_sccu}(i)，以及子协调控制装置控制的子储能单元的实时有功功率P_{_sccu}(i)、无功功率Q_{_sccu}(i)和虚拟荷电状态值SOC_{_sccu}(i)，

其中，i表示子协调控制装置的序号，i为整数，1≤i≤m，m表示储能系统内子协调控制装置的数量，m为整数，m≥2；

子协调控制装置的运行状态表示如下：