[发明专利]一种储能电池控制装置和方法

说明书

本发明提供一种储能电池控制装置和方法。所述装置包括：控制模块，与所述控制模块相连的计算模块和接口模块；所述控制模块主要用于对计算模块进行控制，通过接口模块接收来自调控中心的调频指令、接收储能电池的工作状态数据、发送储能电池的切换指令；所述计算模块主要由DSP和FPGA组成，DSP主要用于实现数据的实时处理，FPGA主要用于进行DSP之间的任务调配，并根据所述调频指令确定需要接入的数量最少的储能电池。所述装置采用ARM+FPGA+DSP架构，可大大提高数据处理能力，实现储能电池的低时延控制。本发明通过FPGA根据调控中心发送的调频指令确定需要接入的数量最少的储能电池，能够实现对储能电池的最优控制。

技术领域

本发明属于能源控制技术领域，具体涉及一种储能电池控制装置和方法。

背景技术

近年来风电接入系统中的比例不断增加，导致电网的调峰调频性能受到了一定的影响。为了避免常规机组频繁启停或者深度调峰，需要提高系统对风电的消纳能力。针对这种需求，可以借助储能系统来提高电力系统对风电的消纳能力，因此储能技术在电网调峰调频中已经广泛应用。但在电网调频中，要求对调频指令的时间响应为毫秒级，也就是说电网调度中心从下达调频指令开始，到储能并入/切除电网结束，全链条时延为毫秒级，一般为300毫秒以内。全程时延包括通信网络传输时延、调度指令处理时延、控制动作时延三部分，其中通信网络传输时延和控制动作时延为刚性时延，可压缩的裕度较小；调度指令的处理时延主要受处理器性能、指令分解算法影响，不同的处理性能和算法，对数据处理时间差别很大，能够到达100毫秒左右的差异。因此，设计高性能、低时延的储能电池控制装置，提高对电网调频的实时响应能力尤为重要。

电网安全运行要求保证电网频率稳定在在50Hz左右，电源发电量和负荷用电量应随时保持平衡。如果发电网超过负荷太多，电网频率就会急剧增加；反之，电网频率就会急剧下降。因此，应将储能电池作为可控负荷通过控制储能电池的充电或放电保证供需的平衡，从而稳定电网频率。如果在某一时间段，用电量突然急剧增加，就应将储能电池状态由充电状态改为放电状态，通过向电网送电平衡新增的用电负荷，从而保持电网频率稳定；反之，则应将储能电池状态由放电状态改为充电状态。不仅如此，还应确定能够保证电网频率稳定所需的储能电池数量和容量。因此，设计最优的储能电池控制策略非常重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种储能电池控制装置和方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种储能电池控制装置，包括：控制模块，与所述控制模块相连的计算模块和接口模块；所述控制模块主要用于对计算模块进行控制，通过接口模块接收来自调控中心的调频指令、接收储能电池的工作状态数据、发送储能电池的切换指令；所述计算模块主要由DSP和FPGA组成，DSP主要用于实现数据的实时处理，FPGA主要用于进行DSP之间的任务调配，并根据所述调频指令确定需要接入的数量最少的储能电池。

进一步地，所述控制模块主要由ARM处理器组成，其主要功能单元包括数据输入控制单元、输出显示控制单元、音频处理控制单元、通信控制单元、SD控制单元、针对计算模块的数据收发控制单元和指令发送控制单元。

更进一步地，所述控制模块的ARM与计算模块的FPGA和DSP之间通过总线直接互连，控制模块对计算模块可直接进行控制和数据传输；ARM与DSP之间还通过HPI接口构成ARM+DSP的主从结构，ARM作为主机，可直接访问DSP的所有存储空间。

进一步地，所述计算模块还包括局部存储器；所述局部存储器的容量与DSP的内存容量有关，DSP的内存容量越大，所述局部存储器的容量越小；DSP的内存容量越小，所述局部存储器的容量越大。

进一步地，所述装置还包括与计算模块相连的扩展模块，用于连接扩展的计算模块；每个计算模块内部的FPGA和DSP之间直接互连，相邻计算模块的FPGA之间、DSP之间分别通过扩展模块互连。