[发明专利]基于多网合一的储能电站系统及暂态控制方法

说明书

本发明公开了一种基于多网合一的储能电站系统及暂态控制方法，系统包括了监控主机、远动装置、暂态控制器、至少一台储能变流器，所述暂态控制器为在所述公共连接点获取储能电站参数并向储能变流器发送指令的嵌入式装置，所述监控主机、远动装置、储能变流器和暂态控制器通过运行IEC61850 MMS协议的数据网络连接，所述储能变流器和暂态控制器通过运行IEC61850 goose协议的数据网络连接，方法用于对所述系统进行暂态控制。本发明解决了当前储能电站的架构不具备暂态响应能力的不足，能够让储能电站具备电网频率、电压等暂态支撑能力，对所在电网的暂态故障进行有功无功的快速支撑，保证储能接入的电网更加安全和稳定。

技术领域

本发明涉及一种储能电站系统及暂态控制方法，特别是涉及一种基于多网合一的储能电站系统及暂态控制方法。

背景技术

随着能源改革的升级、新能源发电的快速发展；储能成为关键的支撑技术。近几年来，在电源侧、电网侧和用户侧的储能电站建设和投运数量越来越多。储能电站的场站级的控制技术，直接决定了储能电站的运行功能。当前的储能电站的架构包括了一次架构和二次架构。一次架构方面，储能变流器(PCS)直流侧连接电池将电池的直流电转换为交流电，多台PCS通过变压器升压，经过公共连接点(PCC)点并网。二次架构方面，调度通过数据网将调度指令下发给远动装置，储能电站EMS从远动或者本地获取指令信息，根据电池状态和电站安全运行条件，将指令合理分配给各个PCS，PCS直接控制电池进行功率输出。调度网和远动一般采用IEC60870-5-104协议；储能电站的站控层一般采用IEC-61850MMS协议。

基于当前储能电站控制架构，实现的是秒级和分钟级的稳态控制，即储能电站监控系统(EMS)接收调度系统或者本地的控制指令，根据电池和储能变流器(PCS)的实时工况，将指令合理分配给PCS进行功率的输出。这个过程是秒级和分钟级的指令跟踪过程，储能电站场站级的暂态控制是缺失的。虽然储能电站的主要控制对象——储能变流器(PCS)具备毫秒级别的有功、无功独立输出能力，但储能电站场站级的毫秒级暂态控制，在规范制定、装置研发、控制策略研究上都处于缺失的状态。

储能电站场站级的暂态控制功能可归纳为有功暂态响应能力和无功暂态响应能力，其控制手段的缺失，导致储能电站在场站一次调频、快速电压无功支撑等暂态功能的缺失。一方面没有充分发挥储能电站的作用，另一方面也不利于储能电站所在电网的安全稳定，同时在采取增设其他设备弥补其暂态功能的时候增加建设成本。因为当前储能电站的架构自身不具备场站级暂态控制能力，所以为了通过快速无功补偿来弥补电网电压突变对储能电站的影响，很多储能站配套了SVG装置，这增加占地和设备成本的同时，使储能系统变得更复杂。此外，为了使储能电站具备一次调频能力，目前通过单台PCS的实时控制策略实现，这带来两个问题，一是单台PCS需要进行模式切换才能进行一次调频，而在这种情况下将无法执行调度的稳态控制指令；二是多台PCS的一次调频效果，无法保证一致性，导致整个储能电站一次调频效果不一定是预期的效果。

因而，当前的储能电站的架构不具备暂态响应能力，在遇到电网的有功无功的暂态故障的时候无法为电网提供支撑，只能自身退出运行。为了弥补其暂态特性，或者需要增加额外的设备，这同时增加的系统的复杂度和建设成本；或者需要依赖单台PCS的模式切换来实现，这样会影响储能电站的正常运行，且效果不佳。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种基于多网合一的储能电站系统及暂态控制方法，解决了当前储能电站的架构不具备暂态响应能力的不足，能够让储能电站具备电网频率、电压等暂态支撑能力，对所在电网的暂态故障进行有功无功的快速支撑，保证储能接入的电网更加安全和稳定。