[发明专利]用于储能电站多PCS时序响应的控制方法、控制器和电站

说明书

本发明公开用于储能电站多PCS时序响应的控制方法、控制器和电站，属于电气工程技术领域。本发明通过储能电池SOC筛选与多PCS时序响应控制，在常态运行的每个控制周期初始阶段，由站级EMS筛选出最高SOC对应的PCS并向其发送功率指令，将上一控制时序中工作PCS功率降为0，整个储能电站仅由一个PCS输出功率，其余PCS保持备用状态，在下一控制时序到来时按上述规则切换PCS，实现保留储能电站充足的有功备用，对站内多PCS的有序使用及电站输出功率的平稳过渡。在紧急控制下，突破常态运行指令限制，对所有PCS按容量比例发送功率调度初始指令，并依靠PCS间通信实现储能电站的紧急功率支撑；通过多PCS暂态快速响应控制和稳态SOC均衡控制，实现储能电站功率的动态分配。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，更具体地，涉及用于储能电站多PCS(功率转换系统，Power Convert System)时序响应的控制方法、控制器和电站。

背景技术

近年来，随着可再生能源在电力系统中的占比逐渐提升，储能在电网中也得到了越来越广泛的应用。电池储能系统具有响应速度快、调节范围广、易于双向调节的特点，可为电网提供灵活性，提高电网运行管理能力，是储能电站中的主要功率单元。以电池储能系统为主的储能电站，根据电网的调度指令进行有功功率的吸收和释放，其性能稳定、控制灵活、响应精准快速，相比传统的火电机组有更好的响应特性。

储能电站在面对电网功率调度时，需要考虑电站内多个PCS间的协调运行，以呈现良好的整体特性。然而，目前储能电站采用的控制方法主要是并网功率控制，无法保证储能电站的有功备用和紧急支撑能力，其方法在进行功率分配时也仅以容量大小为标准，不能实现多PCS间的动态功率分配，并且它是一种被动的响应方式，导致储能电站的响应速度慢，储能电池的无序使用。

发明内容

针对现有技术无法保证储能电站的有功备用和紧急支撑能力、不能实现多PCS间的动态功率分配、储能电站的响应速度慢、储能电池的无序使用的缺陷和改进需求，本发明提供了用于储能电站多PCS时序响应的控制方法、控制器和电站，其目的在于在每一控制周期通过PCS的动态选择，既可以保障功率备用，又可以实现常态运行对电站的能量需求，紧急调用时能够提供足够且快速的功率支撑；综合考虑了容量、SOC高低和响应速度的差异性，能够实现动态的功率分配，更合理地响应电网调度。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种用于储能电站多PCS时序响应的控制方法，该方法应用于站级EMS(能量管理系统)，该方法包括：

接收电网调度中心下发的调度指令并解析该指令；

若接收到的为常态运行指令，则根据各PCS收集上传的电池SOC信息，在每个控制时序初始阶段，选出最高SOC所对应的PCS，向其发送常态运行指令中包含的功率指令，将上一个控制时序中工作的PCS功率降为0，其余PCS处于备用状态；

若接收到的为紧急控制指令，则根据并网功率控制的功率分配标准，将总功率需求分为n个发功率调度指令，分别下发至各个PCS，n表示储能电站中PCS的数量。

为实现上述目的，按照本发明的第二方面，提供了一种用于储能电站多PCS时序响应的控制方法，该方法应用于储能电站中的PCS，该方法包括：

接收站级EMS下发的功率调度初始指令；

实时计算本地预估的整体平均功率指令和整体平均有功输出功率，实时计算稳态功率一致性状态变量；

将实时计算出的三个变量与PCS收集的电池的输出功率、SOC和容量，与所有相邻的PCS进行通信，计算暂态指令和稳态指令，两者相加，得到PCS实际功率指令；

通过dq解耦控制，使电池的有功功率输出跟随PCS实际功率指令。

优选地，整体平均功率指令计算公式如下：