CN110365033B - 一种储能电站分系统调试结构、调试控制方法和调试方法 - Google Patents

一种储能电站分系统调试结构、调试控制方法和调试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及储能电站调控技术领域，为一种储能电站分系统调试结构、方法以及调试控制方法和调试控制装置，通过调试时控制被调试的储能系统的变流器单元以P/Q方式运行，其它储能系统中至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行，以形成孤岛调试环境，利用储能系统中电池存储的电能，为被调试的储能系统提供调试电源，实现了功率自环的储能系统调试架构，进而可以开展对调试对象储能系统的IO测试、数据采样检查、系统自检等调试工作。本发明可用于储能电站建设过程的储能系统安装调试，能够实现上电调试，提高储能电站调试效率。

Description

一种储能电站分系统调试结构、调试控制方法和调试方法
技术领域
本发明涉及电力系统储能电站调控技术领域，特别是一种利用功率自环的储能电站分系统调试结构、调试方法以及调试控制方法。
背景技术
常规储能电站的一个储能单元由两套储能系统组成，电池集装箱含两套电池系统，变流器集装箱含两套变流器和一个升压变压器，如图1。在储能电站建设过程中，储能电站分系统调试时不具备送电条件，缺少调试所需的电源，如图1中10kV母线未完成送电调试的情况下，储一开关和并网开关断开，因此储能系统不具备并网调试条件，需要通过传统的二次加量方式调试，调试效率低，功能调试范围有限，影响储能系统调试进度。
名词解释
V/F方式，即保证输出电压与频率成正比的控制方式。
P/Q方式，即使得分布式能源输出的有功和无功可调的控制方式。
发明内容
本发明的目的是，提供一种储能电站分系统调试结构、方法以及调试控制方法和调试控制装置，用于储能电站建设过程的储能系统安装调试，能够利用功率自环实现上电调试，提高储能电站调试效率。
本发明采取的技术方案为：
第一方面，本发明提供一种储能电站分系统调试结构，储能电站包括多个储能系统，各储能系统分别包括储能电池和变流器单元，各储能系统中变流器单元的输入端连接储能电池的电源输出端，多个储能系统的变流器单元输出端三相线路相互连接；
多个储能系统中，被调试的储能系统的变流器单元以P/Q方式运行，其它储能系统中至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行，以形成孤岛调试环境，从而为被调试的储能系统提供调试电源。
优选的，所述其他储能系统中仅一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行。实际应用中，一个储能电站可能包括多个储能系统，但进行调试时，需要考虑变流器功率限制和储能电池存储的电量，因此优选为被调试的储能系统外其它系统中仅有一个储能系统的变流器单元运行在V/F方式。
本发明的调试结构基于常规的储能电站电气主接线结构，其中各储能系统的变流器单元输出端分别是通过升压变、并网开关、储一开关等接入电网母线。本发明在进行调试时，无需接入电网母线，而仅通过V/F方式运行的储能系统建立孤岛调试环境，为被调试储能系统提供调试电源。被调试的储能系统变流器以P/Q方式运行时，即实现与V/F方式运行的储能系统的模拟并网运行，此时即可对被调试储能系统开展常规的IO测试、数据采样检查、系统自检、并网运行控制等调试工作。
第二方面，本发明还提供一种储能分系统的调试控制方法，包括：
获取被指定为当前调试对象的储能系统信息，以确定当前调试对象；
控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行；
控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境。
所述获取被指定为当前调试对象的储能系统信息，即确定当前调试对象，后续即可根据调试对象的指定控制相应的储能系统运行在P/Q方式。
优选的，仅控制除当前调试对象外的其中一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行。
运行控制过程以及调试过程中可通过现有测量设备获取调试对象变流器单元输出端的三相电压和电流数据，用于分析被调试储能系统的电压、电流以及功率输出状态，以及实现P/Q方式的运行控制。相关测量设备对电压、电流的测量准确度不低于0.2级或国家标准要求，数据采集频率不低于10kHz或国家标准要求。
第三方面，本发明还提供一种储能分系统的调试控制装置，包括：
当前调试对象信息获取模块，用于获取被指定为当前调试对象的储能系统信息，以确定当前调试对象；
以及变流器工作方式控制模块，用于控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行，同时控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境。
本发明上述储能分系统的调试控制方法及装置可基于现有储能控制系统扩展实现调试状态下的相应控制功能。
本发明还公开一种储能电站分系统的调试方法，包括：
逐次选择各储能系统作为当前调试对象；
利用第三方面提供的所述储能分系统的调试控制装置，控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行；同时控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境；
利用储能系统调试工具对孤岛调试环境中的当前调试对象进行孤岛调试；
控制通过孤岛调试的当前调试对象并网正常运行。
所述控制通过实际并网运行控制调试的当前调试对象并网正常运行，为现有技术，可通过既有的储能控制系统实现，或者通过本发明所述储能分系统的调试控制装置实现。
进一步的，所述对当前调试对象进行的调试包括I/O测试、数据采样检查、PCS系统自检以及并网运行控制调试。
优选的，所述对当前调试对象进行调试为：首先进行I/O调试，然后对通过I/O调试的储能系统进行数据采样检查，再对通过数据采样检查的储能系统进行PCS系统自检，最后对通过PCS系统自检的储能系统进行包括启动控制、停机控制、有功控制和无功控制的并网运行控制调试。上述各项调试皆可采用常规调试方式，不作为本发明研究内容。通过并网运行控制调试的被调试对象储能系统可实际并网运行控制。
有益效果
本发明通过在不同储能系统之间建立功率自环的调试环境，利用储能系统中电池存储的电能，为作为调试对象的储能系统提供调试所需电源，可以开展对调试对象储能系统的IO测试、数据采样检查、系统自检、并网运行控制等调试工作，实现上电调试验证相关信号和功能的正确性，可提高储能电站的调试效率。
附图说明
图1所示为储能电站储能系统接线示意图；
图2所示为本发明储能系统调试时的功率自环原理结构示意图；
图3所示为本发明储能分系统调试方法的一种实施例流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
本发明的调试结构基于常规的储能电站电气主接线结构，参考图1，储能电站包括多个储能系统，各储能系统分别包括储能电池和变流器单元，各储能系统中变流器单元的输入端连接储能电池的电源输出端，各储能系统的变流器单元输出端分别是通过升压变、并网开关、储一开关等接入电网母线，也即多个储能系统的变流器单元输出端三相线路实际相互连接。
本发明基于的发明构思为：利用一套储能系统建立调试环境，另一套储能系统作为负载并网调试，搭建功率自环的储能电站分系统调试架构，利用储能系统电池存储的电能，实现调试所需电源的自给，进而可以开展IO测试、数据采样检查、系统自检、并网运行控制等调试工作。
本发明用于储能电站建设过程的安装调试阶段，通过上电调试验证信号和功能的正确性、可靠性，相比传统调试方法能够明显提高储能电站调试效率。
实施例1
结合图1和图2所示，本实施例为一种储能电站分系统调试结构，多个储能系统中，被调试的储能系统的变流器单元以P/Q方式运行，其它储能系统中至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行，以形成孤岛调试环境，从而为被调试的储能系统提供调试电源。
实际应用中，一个储能电站可能包括多个储能系统，但进行调试时，需要考虑变流器单元功率限制以及储能电池存储的电量，因此优选为被调试的储能系统外其它系统中仅有一个储能系统的变流器单元运行在V/F方式。也即每次调试仅控制其中两个储能系统的变流器单元分别以P/Q方式和V/F方式运行。
在进行调试时，储能系统无需接入电网母线，而仅通过V/F方式运行的储能系统建立孤岛调试环境，为被调试储能系统提供调试电源。被调试的储能系统变流器单元以P/Q方式运行时，即实现与V/F方式运行的储能系统的模拟并网运行，此时即可对被调试储能系统开展常规的IO测试、数据采样检查、系统自检、并网运行控制等调试工作。
调试过程中，被调试的储能系统变流器单元输出端的电压电流通过现有测量设备测量获取，用于分析被调试储能系统的电压、电流以及功率输出状态，实现对相应储能系统的运行控制，同时可用于后续孤岛调试时的数据参考。相关测量设备对电压、电流的测量准确度不低于0.2级或国家标准要求，数据采集频率不低于10kHz或国家标准要求。
实施例2
参考图3所示，本实施例为一种储能分系统的调试控制方法，包括：
S21，获取被指定为当前调试对象的储能系统信息，以确定当前调试对象；
S22，控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行；同时控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境。
同样的，考虑实际应用时的功率限制，每次调试时仅控制除当前调试对象外的其中一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行。
当前调试对象储能系统信息包括电压电流数据，用于储能控制系统实现对储能系统进行运行方式控制的数据分析依据，储能系统运行方式控制采用现有技术。
实施例3
本实施例为一种储能分系统的调试控制装置，包括：
当前调试对象信息获取模块，用于获取被指定为当前调试对象的储能系统信息，以确定当前调试对象；
以及变流器工作方式控制模块，用于控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行，同时控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境。
实施例2的储能分系统调试控制方法，以及实施例3的储能分系统调试控制装置，可基于现有储能控制系统扩展实现调试状态下的相应控制功能，或者独立设置相应的调试控制装置实现。
实施例4
本实施例为一种储能电站分系统的调试方法，参考图3所示，包括：
S1，逐次选择各储能系统作为当前调试对象；
S2，利用实施例3提供的所述储能分系统的调试控制装置，或者实施例2提供的储能分系统调试控制方法，根据指定的当前调试对象，控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行；同时控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境；
S3，利用储能系统调试工具对孤岛调试环境中的当前调试对象进行孤岛调试；
S4，控制通过孤岛调试的当前调试对象实际并网正常运行。
所述控制通过实际并网运行控制调试的当前调试对象并网正常运行，为现有技术，可通过既有的储能控制系统实现，或者通过本发明所述储能分系统的调试控制装置实现。
所述对当前调试对象进行的调试包括I/O测试、数据采样检查、PCS系统自检，以及虚拟的并网运行控制调试。具体调试时，可采用这样的流程：首先进行I/O调试，然后对通过I/O调试的储能系统进行数据采样检查，再对通过数据采样检查的储能系统进行PCS系统自检，最后进行孤岛环境下的模拟并网运行控制调试，包括启动、停机、有功控制和无功控制调试。所述各项调试皆可采用常规调试方式，不作为本发明研究内容。
其中I/O测试包括对电网指示灯、运行指示灯、故障指示灯、交直流接触器及其反馈、风机等输入/输出信号等进行调试；数据采样检查包括观察变流器显示屏各项数据，以及校对电池电压、电网电压、电网频率、温湿度等模拟量正确性，确定所有采样调理电路、传感器等接线正常；PCS系统自检包括电网相序、直流电压采样、对地阻抗、接触器、IGBT、逆变相序、交流电压采样、直流电流采样、主接触器触点等9项调试。
综上，本发明通过在不同储能系统之间建立功率自环的测试环境，利用储能系统中电池存储的电能，为作为调试对象的储能系统提供调试所需电源，可以开展对调试对象储能系统的IO测试、数据采样检查、系统自检、并网运行控制等调试工作，实现上电调试验证相关信号和功能的正确性，可提高储能电站的调试效率。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种储能电站分系统的调试方法，其特征是：
储能电站包括多个储能系统，各储能系统分别包括储能电池和变流器单元，各储能系统中变流器单元的输入端连接储能电池的电源输出端，多个储能系统的变流器单元输出端三相线路相互连接；
储能分系统的调试控制装置包括：当前调试对象信息获取模块，用于获取被指定为当前调试对象的储能系统信息，以确定当前调试对象；以及变流器工作方式控制模块，用于控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行，同时控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境；
调试方法包括：
逐次选择各储能系统作为当前调试对象；
利用所述储能分系统的调试控制装置，控制除当前调试对象外的至少一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行；同时控制当前调试对象的储能系统的变流器单元以P/Q方式，与V/F方式运行的储能系统之间并网运行，形成功率自环的孤岛调试环境；
利用储能系统调试工具对孤岛调试环境中的当前调试对象进行孤岛调试；
控制通过孤岛调试的当前调试对象并网正常运行。
2.根据权利要求1所述的储能电站分系统的 调试方法，其特征是，仅控制除当前调试对象外的其中一个储能系统的变流器单元以V/F方式运行。
3.根据权利要求1所述的储能电站分系统的 调试方法，其特征是，所述对当前调试对象进行的调试包括I/O测试、数据采样检查、PCS系统自检以及并网运行控制调试。
4.根据权利要求1所述的储能电站分系统的 调试方法，其特征是，所述对当前调试对象进行调试为：首先进行I/O调试，然后对通过I/O调试的储能系统进行数据采样检查，再对通过数据采样检查的储能系统进行PCS系统自检，最后对通过PCS系统自检的储能系统进行包括启动控制、停机控制、有功控制和无功控制的并网运行控制调试。
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