2022新型協(xié)控系統(tǒng)的儲(chǔ)能解決方案

新型協(xié)控系統(tǒng)的儲(chǔ)能解決方案大規(guī)模接入呈現(xiàn)趨勢(shì)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜系統(tǒng)慣量減小電源波動(dòng)性大負(fù)荷波動(dòng)性大3000025000200001500010000500002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021MW火電調(diào)頻發(fā)電輸電配電用電緩解棄風(fēng)棄光問題電力調(diào)節(jié)與補(bǔ)償傳統(tǒng)電網(wǎng)新型電網(wǎng)源側(cè)網(wǎng)側(cè)荷側(cè)削峰填谷備用電源平抑負(fù)荷波動(dòng)備用電源晃電調(diào)節(jié)削峰填谷源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)一體化微網(wǎng)黑啟動(dòng)調(diào)頻調(diào)壓調(diào)峰平抑電能質(zhì)量調(diào)節(jié)提高輸電設(shè)施利用率系統(tǒng)阻尼#1

PCS#2

PCS#3

PCS主控備用...PMS協(xié)控層EMS控制層IEC61850協(xié)調(diào)控制器測(cè)量信號(hào)#n

PCS...#n

BMS#1

BMS#2

BMS#3

BMS快速網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)調(diào)度，電站管理，優(yōu)化策略，電站監(jiān)控電池系統(tǒng)監(jiān)控EMS（能源管理層）PCS快速協(xié)調(diào)控制、就地監(jiān)控、故障錄波緊急控制策略的執(zhí)行PMS（協(xié)調(diào)控制層）P/Q源有功功率和無功功率控制V/F源離網(wǎng)電壓源控制PCS（儲(chǔ)能變流器）電池管理系統(tǒng)BAT+BMS(電池系統(tǒng)）儲(chǔ)能系統(tǒng)EMS監(jiān)視與控制數(shù)據(jù)采集監(jiān)視電池系統(tǒng)PCS系統(tǒng)配電系統(tǒng)操作與控制電池系統(tǒng)PCS系統(tǒng)配電系統(tǒng)調(diào)度通信信號(hào)上傳控制接收時(shí)鐘同步計(jì)量PMU故障錄波保信電池系統(tǒng)監(jiān)視模塊簇組狀態(tài)遙控通風(fēng)消防等功率控制有功功率AGC計(jì)劃跟蹤無功功率AVC計(jì)劃跟蹤站控服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢統(tǒng)計(jì)工程師終端打印機(jī)儲(chǔ)能系統(tǒng)PMS操作與控制數(shù)據(jù)采集監(jiān)視PCS電池組

PCS系統(tǒng)

PCS遙控遠(yuǎn)程/就地有功功率控制一次調(diào)頻緊急事件均衡算法無功功率控制動(dòng)態(tài)無功緊急事件功率分配儲(chǔ)能系統(tǒng)PCSPCS遙信遙測(cè)量PCS遙控量PCS有功遙調(diào)PCS無功遙調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)BMSBMS遙信遙測(cè)量電池組重要信息BMS數(shù)據(jù)電池組模塊、簇圖

基于GOOSE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的集中協(xié)調(diào)控制

EMS主機(jī)AEMS主機(jī)B工作站服務(wù)器網(wǎng)關(guān)A網(wǎng)關(guān)BIEC61850

AIEC61850

B硬接點(diǎn)A硬接點(diǎn)BBMS協(xié)調(diào)控制器（用）協(xié)調(diào)控制器（備）并網(wǎng)點(diǎn)PT/CT采樣遠(yuǎn)程分站源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)終端串口終端PCSBMSPCSBMSPCSBMSPCSBMSPCSBMSPCS...熱備冗余IEC61850

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B可適應(yīng)不同電池組容量、PCS容量、設(shè)備數(shù)量的組合，實(shí)現(xiàn)MW至GW級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的靈活配置；運(yùn)行可靠性高，外特性一致性好，控制指標(biāo)優(yōu)的儲(chǔ)能系統(tǒng)；達(dá)到并優(yōu)于已有的其它類型電站控制特性（如，抽水蓄能電站/SVG等）調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓；緊急協(xié)調(diào)控制：電網(wǎng)故障時(shí)系統(tǒng)毫秒級(jí)響應(yīng)，迅速吸收無功和有功沖擊，穩(wěn)定電網(wǎng)；提高電網(wǎng)跨區(qū)域直流輸電能力；區(qū)域電網(wǎng)的大容量黑啟動(dòng)電源CCU實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率，當(dāng)頻率變化超出調(diào)頻死區(qū)范圍時(shí)，主動(dòng)實(shí)施一次調(diào)頻功能，CCU在儲(chǔ)能電站可調(diào)容量允許的范圍內(nèi)實(shí)施調(diào)頻，調(diào)頻采用有功-頻率下垂曲線控制CCU實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓，當(dāng)電壓變化超出調(diào)壓死區(qū)范圍時(shí)，主動(dòng)實(shí)施動(dòng)態(tài)無功調(diào)壓功能，CCU在儲(chǔ)能電站并網(wǎng)點(diǎn)允許的電壓范圍內(nèi)實(shí)施調(diào)壓，調(diào)壓采用無功-電壓下垂曲線控制??

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源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)終端串口終端并網(wǎng)點(diǎn)PT/CT采樣熱備冗余CCU（用）

CCU（備）EMS主機(jī)AEMS主機(jī)B工作站服務(wù)器網(wǎng)關(guān)A網(wǎng)關(guān)BIEC61850

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B硬接點(diǎn)A

硬接點(diǎn)B遠(yuǎn)程分站EtherCAT_A環(huán)網(wǎng)EtherCAT_B環(huán)網(wǎng)485CAN485CAN485CAN……n組ESGUESGUESGU485CANESGU2.2MWh2.2MWh2.2MWh2.2MWhIEC61850

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B

源

源并網(wǎng)點(diǎn)PT/CT采樣熱備冗余熱備冗余熱備冗余熱備冗余熱備冗余硬接點(diǎn)A

硬接點(diǎn)B遠(yuǎn)程分站EtherCAT_a網(wǎng)EtherCAT_b網(wǎng)16臺(tái)EtherCAT_a網(wǎng)EtherCAT_b網(wǎng)EtherCAT_a網(wǎng)EtherCAT_b網(wǎng)EtherCAT_a網(wǎng)EtherCAT_b網(wǎng)EtherCAT_A網(wǎng)EtherCAT_B網(wǎng)16臺(tái)16臺(tái)16臺(tái)協(xié)控B（備）協(xié)控A（用）

EMS主機(jī)AEMS主機(jī)B工作站服務(wù)器網(wǎng)關(guān)A

網(wǎng)關(guān)BMMSA網(wǎng)MMSB網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器A協(xié)調(diào)控制器BGOOSE_B網(wǎng)GOOSE_A網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)終端串口終端HMIMMS_A網(wǎng)MMS_B網(wǎng)ESGUB(備)

ESGUA(用)ESGUA(用)

ESGUB(備)ESGUA(用)

ESGUB(備)ESGUA(用)

ESGUB(備)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)MMS_a網(wǎng)，Modbus_a網(wǎng)IEC61850+PCS+PCS+PCS+PCS+PCS+PCS+PCS+PCSIEC61850(GOOSE)61850+EtherCATEtherCATEtherCATEtherCATEtherCAT+EMS+PCS+BMSEMS+PMS+BMSIEC61850(MMS)ms

，采用 通信，利用高速快速性：相比特性，可以保證快速收到指令，保證有功

無功的快速響應(yīng)，可以提升系統(tǒng)響應(yīng)的快速性；而傳統(tǒng)的 通信，不同 無法快速獲得同步指令，導(dǎo)致儲(chǔ)能電站系統(tǒng)響應(yīng)變慢；一致性：采用通信，可以提升系統(tǒng)響應(yīng)及動(dòng)作的一致性，可以等時(shí)同步控制上千臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)不同 間納秒級(jí)抖動(dòng)；用在變化，每臺(tái)通信，一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)候指令在不停收到的指令不一致，且通信節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，通信周期越長(zhǎng)；尤其組串式方案中，當(dāng) 數(shù)量多到一定程度，儲(chǔ)能電站的通信質(zhì)量無法保證，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；且多 不同步在 應(yīng)用時(shí)在強(qiáng)電網(wǎng)及弱電網(wǎng)中穩(wěn)定裕度過低的問題得以改善。穩(wěn)定性（安全性）：采用定性（安全性），據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，而通信，可以提升系統(tǒng)響應(yīng)的穩(wěn)通信按周期進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)收，可保證數(shù)通信采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)芯片，指令無法保證同時(shí)到達(dá) ，因而儲(chǔ)能電站無法做到精準(zhǔn)調(diào)節(jié)；可擴(kuò)展性：采用機(jī)組控制器概念，將多臺(tái)大功率

抽象成單臺(tái)超大功率

，真正實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能子陣（單元）概念，大大增加系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，為遠(yuǎn)期規(guī)劃及系統(tǒng)調(diào)整預(yù)留足夠可剪裁性。綜合：避免多臺(tái)

的動(dòng)作不一致性造成的整站性能的下降，大大提升整站作為整體對(duì)電網(wǎng)在功能和性能兩方面的可用性及易用性；增強(qiáng)系統(tǒng)在緊急應(yīng)用中的抗干擾的能力；基于IEC61850的協(xié)調(diào)控制/基于EtherCAT高速協(xié)同控制對(duì)比基于EtherCAT通信的某110MW儲(chǔ)能電站認(rèn)證結(jié)果一次調(diào)頻動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間85ms動(dòng)態(tài)無功調(diào)壓響應(yīng)時(shí)間23ms源網(wǎng)荷事件響應(yīng)時(shí)間66ms基于IEC61850的協(xié)調(diào)控制/基于EtherCAT高速協(xié)同控制對(duì)比儲(chǔ)能電站一臺(tái) 動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)Q/Qn0.9t/msU電壓異常指令下發(fā)PCS開始響應(yīng)PCS出力達(dá)到90%Max(tan-ta1)＜1us（b）基于EtherCAT通信Max(tan-ta1)＞3ms（a）基于IEC61850儲(chǔ)能電站PCS輸出響應(yīng)指令響應(yīng)時(shí)間及一致性的通信具有等時(shí)同步特性，可以保證多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中，同步誤差時(shí)間小于 ，而機(jī)組同時(shí)接收到協(xié)控指令，在同屬于非同步通信，當(dāng) 數(shù)量較機(jī)組接收到協(xié)控指令具有隨機(jī)性，不同 之間的誤差。因此，采用基于一個(gè)多時(shí)，不同基于通信的儲(chǔ)能電站， 機(jī)組的響應(yīng)時(shí)間更快，同步誤差更小，系統(tǒng)穩(wěn)定性更高。軟件性能采用 拓?fù)?，提高輸出功率和利用效?/p>

最高效率，單機(jī)功率最大快速功率響應(yīng)，支持各種高速通訊協(xié)議，響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間功能特色通訊鏈路時(shí)間段、選擇多樣、 、 、 等通雙網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、光纖通信、源網(wǎng)荷集成

、信端口，支持儲(chǔ)快速響應(yīng)、黑啟動(dòng)等功能具備共模抑制絕緣監(jiān)具備 、

、測(cè)、漏電保護(hù)功能防護(hù)等級(jí) ，最大工作海拔 ，允許環(huán)境溫度～ ，適應(yīng)高溫、嚴(yán)寒、風(fēng)沙、高海拔等各種復(fù)雜環(huán)境；采用風(fēng)水冷散熱系統(tǒng)，散熱效果更佳，更高的額定功率，更寬的運(yùn)行溫度范圍， 不降額集成度高，體積小，節(jié)省空間，便于集成。較友商有更高的功率密度（ 提升）硬件結(jié)構(gòu)：通過標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)測(cè)試優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求同規(guī)格產(chǎn)品體積最優(yōu)功能全面多樣，方位滿足需求多項(xiàng)專利技術(shù)1324

VSG5儲(chǔ)能變流器采用風(fēng)水冷散熱系統(tǒng)，利用液體自身強(qiáng)大的載熱能力，可以便捷地實(shí)現(xiàn)熱量的定向轉(zhuǎn)移，空風(fēng)水冷卻方案的優(yōu)點(diǎn)：熱容量大熱量的定向轉(zhuǎn)移噪音小，靜音環(huán)保散熱器重量輕、體積小解決高功率密度、高損耗散熱、高防護(hù)需求等瓶頸問題? 與液冷系統(tǒng)并聯(lián)切換機(jī)側(cè)電感為差

共模集成電感，在并機(jī)和單機(jī)應(yīng)用中增大了共模回路的阻抗，顯著減小對(duì)電池系統(tǒng)的共模干擾；采用優(yōu)化的共模抑制調(diào)制策略，有效減小

對(duì)外的共模電壓；并網(wǎng)隔離變壓器（

系統(tǒng)或系統(tǒng)變壓器中點(diǎn)不接地）也可阻止共模路徑；主動(dòng)式絕緣監(jiān)測(cè)方案

絕緣檢測(cè)板主動(dòng)發(fā)出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)在變流器母線側(cè)，可以在電池側(cè)送電前檢測(cè)變流器絕緣狀況被動(dòng)式絕緣檢測(cè)方案：需電池給變流器送電后才能進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)；RisopPPENRisonRstpSWPSWNRstnVpVn被動(dòng)式絕緣檢測(cè)示意圖RXCX180k10kGND采樣點(diǎn)1、210k交流方波電源主動(dòng)式絕緣檢測(cè)示意圖PCS具備VSG功能實(shí)現(xiàn)慣量控制：通過模擬同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，來實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的慣量和調(diào)速特性，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)模式下的一次調(diào)頻功能。PCS具備帶慣性的下垂控制功能：通過下垂功率控制及低通濾來模擬同步發(fā)電機(jī)的慣量特性，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)及離網(wǎng)下的慣量支持功能。黑啟動(dòng)功能要求：區(qū)域電網(wǎng)全部斷電的情況下，通過電池和PCS建立交流母線的過程，當(dāng)單臺(tái)PCS的容量不夠支撐黑啟動(dòng)過程中的損耗和變壓器勵(lì)磁電流時(shí)，需要多臺(tái)PCS同時(shí)從零電壓?jiǎn)?dòng)。匯川PCS具備(1)電池側(cè)取電功能(2)單機(jī)黑啟動(dòng)功能(3)多機(jī)黑啟動(dòng)功能，黑啟成功后，PCS由VF源轉(zhuǎn)為PQ源，正常并網(wǎng)運(yùn)行。高速協(xié)同控制-PCS關(guān)鍵特性圖 臺(tái)同時(shí)黑啟動(dòng)波形圖 臺(tái)電壓源形式并聯(lián)載波級(jí)主從通信毫秒級(jí)主從通信高速協(xié)同控制-PCS關(guān)鍵特性PCS在諧波治理中的應(yīng)用某客戶端、我司IES1000系列儲(chǔ)能產(chǎn)品加入“智能諧波抑制算法”

的前后電壓、電流波形對(duì)比；臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能應(yīng)用在用戶側(cè)、產(chǎn)品軟件中引用該算法會(huì)極大改善用戶端電能質(zhì)量；

有智能諧波抑制算法無