CN110854911A - 一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法及装置，包括协调控制器、PCS和BMS，协调控制器根据自身采集的电压、电流量实时检测电网电压和频率的波动情况，然后计算出全站储能系统有功和无功的调节量，同时根据接收到PCS的信息，实时分配每个PCS的有功和无功调节量，再将每个PCS的调节量同时下发给各PCS。PCS接收到协调控制器的调节指令，直接根据指令调节功率输出。本发明实现储能电站的动态无功和一次调频有功的统一控制和快速调节，提升储能系统的动态无功电压支撑能力和一次调频能力。

Description

一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种基于协调控制器的电化学储能站功率快速控制方法及装置，属于电化学储能系统控制与运行技术领域。

背景技术

储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，能够抑制新能源发电的波动而显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，储能能够突破传统能源模式时间与空间的限制，已成为世界各国竞相发展的战略性新兴技术。电化学储能具备响应速度快、一次投资小、建设周期短等优点，在电力系统中已经得到越来越多的应用。

储能系统接入电网后需要支撑电网安全运行，储能系统的一些国标、行标中明确规定电化学储能电站应具备紧急有功功率支撑和动态无功支撑能力，并且规定电化学储能电站应充分发挥储能系统的无功调节能力，当储能系统无功调节能力不足时，宜配置无功补偿装置。目前电化学储能电站都具备有功功率和无功功率的调节，按照标准要求，储能系统的无功调节能力应不小于0.33倍的额定有功容量。电化学储能电站中有功、无功的调节一般有两种方式，一种是通过EMS(能量管理系统)统一调节，这种方式的有功和无功调节响应时间都在秒级以上；另一种是储能变电流器自身感知电网频率、电压的变化而快速调节有功、无功输出，这种方式的功率调节响应时间在百毫秒级甚至更快。前一种方式适合于电网的稳态调节和二次调频，后一种方式适用于一次调频、动态无功调节。但是后一种方式中，由于各储能变流器独自工作，存在一定差异性，尤其是在动态调节过程中，测量电网的电压、频率也是动态变化量，测量准确度下降，导致储能变流器的动作特性存在较大的差异。储能电站实际应用过程中，一般另外配置静止无功发生器(SVG)以达到全站动态无功调节的性能，并通过放大一次调频中频率变化值以满足一次调频的要求。这就使得电化学储能电站增加了投资及后期的运维成本，而且一次调频也不能发挥到最优效果。

因此，为了充分发挥储能系统有功、无功的调节能力，提升一次调频和动态无功响应的一致性、快速性，储能电站有必要进行全站快速、统一的有功功率和无功功率控制。储能电站由统一的装置就地实时对全站有功和无功功率调节量进行计算，然后根据PCS(储能变流器)运行状态进行优化分配，简化PCS逻辑运算，并通过快速通信方式实现功率快速调节。从而储能系统达到动态无功调节的能力，替代SVG实现电网动态电压的支撑，并且实现更优的一次调频能力，减少储能电站设备投资和运维工作量，提升储能电站对电网安全运行的支撑能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法及装置，解决了电化学储能电站PCS响应性能不一致、无法支撑动态无功电压调节、设备运维复杂等不足的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，其特征是，包括动态无功快速控制过程和/或一次调频有功快速控制过程，其中：

动态无功快速控制过程包括以下内容：

当储能系统需要PCS输出无功补偿电压时，计算出储能系统所需的无功功率总调节量；

根据每台可用PCS的可调无功功率容量计算出储能系统无功实际可调量；

综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量，得到储能系统实际无功功率调节总量；

将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际无功功率调节量；

将获得的每台可用PCS的实际无功功率调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其无功输出；

一次调频有功快速控制过程包括以下内容：

当储能系统需要输出有功对电网频率进行支撑时，计算出充电有功功率调节量和放电有功功率调节量；

根据每台可用PCS的充电可调有功功率容量计算出储能系统充电有功实际可调量，根据每台可用PCS的放电可调有功功率容量计算出储能系统放电有功实际可调量；

综合系统所需的充电有功功率调节量、放电有功功率调节量和储能系统充电有功实际可调量、放电有功实际可调量，得到储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量；

将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量；

将每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其有功输出。

获取储能系统的电压波动值；若电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则需要输出无功对电网电压进行补偿。

进一步的，储能系统需要PCS输出无功补偿电压的判断依据为：

采集储能系统中母线电压，计算得到电网电压波动值；

比较所计算出的电网电压幅值波动值与设定动态无功快速控制电压阀值之间的大小，

当电网电压波动值小于等于动态无功快速控制电压阀值，则说明电网电压波动比较小，无需输出无功对电网电压进行补偿；

当电网电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则说明电网电压波动比较大，需要输出无功对电网电压进行补偿。

进一步的，综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量得到储能系统实际无功功率调节总量的具体过程为：

取系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量的最小值，作为储能系统实际无功功率调节总量。

进一步的，将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS的具体过程为：

将储能系统实际无功功率调节总量平均分配至每台可用PCS。

进一步的，储能系统需要输出有功对电网频率进行支撑的判断依据为：

采集储能系统中母线电压，计算得到电网频率波动值；

比较所计算出的电网频率波动值与设定一次调频频率变化阀值之间的大小，

当电网频率波动值小于等于一次调频频率变化阀值，则说明电网频率变化比较小，无需输出有功对电网频率进行支撑，；

当电网频率波动值大于一次调频频率变化阀值，则说明电网频率变化比较大，需要输出有功对电网频率进行支撑。

进一步的，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS的具体过程为：

获取各可用PCS的电池剩余电量SOC的比例；

按照SOC的比例，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS。

相应的，本发明还提供了一种基于协调控制器的储能站功率快速控制装置，其特征是，包括协调控制器、多台PCS、多台BMS和以太网交换机，协调控制器和各PCS通过以太网组成星型局域网，PCS与BMS之间一一对应通过CAN总线直接相连；

各BMS向对应的PCS上传电池状态信息；

各PCS向协调控制器上传PCS状态信息和电池状态信息，并接收协调控制器下发的调节指令调节其有功或无功输出；PCS状态信息包括PCS运行状态和可调无功功率容量；

协调控制器包含动态无功快速控制过程模块和/或一次调频有功快速控制过程模块，其中：

动态无功快速控制过程模块包括系统所需无功功率总调节量计算模块、系统无功实际可调量计算模块、系统实际无功功率调节总量计算模块、系统实际无功功率调节总量分配模块和无功调节指令下发模块；

系统所需无功功率总调节量计算模块，用于当储能系统需要PCS输出无功补偿电压时，计算出储能系统所需的无功功率总调节量；

系统无功实际可调量计算模块，用于根据每台可用PCS的可调无功功率容量计算出储能系统无功实际可调量；

系统实际无功功率调节总量计算模块，用于综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量，得到储能系统实际无功功率调节总量；

系统实际无功功率调节总量分配模块，用于将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际无功功率调节量；

无功调节指令下发模块，用于将获得的每台可用PCS的实际无功功率调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其无功输出；

一次调频有功快速控制过程模块包括系统所需有功功率调节量计算模块、系统有功实际可调量计算模块、系统实际有功功率调节总量计算模块、系统实际有功功率调节总量分配模块和有功调节指令下发模块；

系统所需有功功率调节量计算模块，当储能系统需要输出有功对电网频率进行支撑时，计算出系统所需的充电有功功率调节量和放电有功功率调节量；

系统有功实际可调量计算模块，用于根据每台可用PCS的充电可调有功功率容量计算出储能系统充电有功实际可调量，根据每台可用PCS的放电可调有功功率容量计算出储能系统放电有功实际可调量；

系统实际有功功率调节总量计算模块，用于综合系统所需的充电有功功率调节量、放电有功功率调节量和储能系统充电有功实际可调量、放电有功实际可调量，得到储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量；

系统实际有功功率调节总量分配模块，用于将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量；

有功调节指令下发模块，用于将每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其有功输出。

获取储能系统的电压波动值；若电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则需要输出无功对电网电压进行补偿。

进一步的，系统实际无功功率调节总量分配模块中，将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS的具体过程为：

将储能系统实际无功功率调节总量平均分配至每台可用PCS。

进一步的，系统实际有功功率调节总量分配模块中，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS的具体过程为：

获取各可用PCS的电池剩余电量SOC的比例；

按照SOC的比例，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提供的基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，协调控制器直接采集电网电压、电流频率，实时计算电网电压、频率的变化情况，并计算动态无功功率和一次调频有功功率调节量，通过GOOSE协议快速下发PCS功率调节指令，PCS接收指令后直接调节无功功率或有功功率的输出，实现储能电站的动态无功和一次调频有功的统一控制和快速调节，提升储能系统的动态无功电压支撑能力和一次调频能力，节约储能站动态无功调节设备的投资，简化PCS的控制策略，减少储能站的运维工作量，有效支撑电网安全、可靠运行，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为基于协调控制器的储能站功率快速控制系统结构图；

图2为基于协调控制器的储能站动态无功功率快速控制流程图；

图3为基于协调控制器的储能站一次调频有功快速控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明提供一种基于协调控制器的储能站功率快速控制系统及方法，通过协调控制器感知电网频率、电压的变化，将储能站(储能系统)PCS作为一个整体快速计算调节功率值，并协调控制所有PCS统一调节功率输出去，实现对电网频率和电压的支撑。控制系统中只需提高协调控制器对电网电压、频率的采集和计算精度，并由协调控制器快速计算调节功率值，而PCS无需精确感知电网电压、频率的变化和复杂的功率计算，由协调控制器统一协调控制，可以保证PCS之间功率调节的一致性，提升整个储能系统的一次调频和动态无功调节性能，并且可以节约储能电站的动态无功调节设备投资，减少PCS控制的复杂程度和运维成本，具有良好的应用前景。

本发明的一种基于协调控制器的电化学储能站功率可控制系统，如图1所示，由协调控制器、多台PCS(储能变流器)、多台BMS(电池管理系统)和以太网交换机组成，协调控制器和PCS通过以太网组成星型局域网，PCS与BMS之间一一对应，通过CAN总线直接相连。

协调控制器具备模拟量采集接口、以太网接口、硬接点接口。模拟量采集接口直接采集储能系统并网线路的电压和电流，当并网线路有多条时，模拟量采集接口也有多组，每一组与一条并网线路对应。以太网接口支持GOOSE协议，用于接收PCS的信息和发送功率调节命令给PCS，所述PCS的信息包含但不限于运行状态、当前充/放电功率、剩余电量、额定充/放电功率信息。为了保证网络通信的可靠性，协调控制器配置双以太网接口，两个以太网接口相互独立，接收和发送相同的信息。硬接点接口接收外部硬接点开入，具备多个硬接点开入，可作为功率紧急调节的外部触发信号，也可作为储能系统所连接多条母线之间的分段开关位置状态信号。

协调控制器直接根据自身采集的电压、电流，感知电网电压(电网电压幅值U)、频率f的变化情况，计算并网点的当前无功功率Q₀和当前有功功率P₀(无功、有功的计算为公知的，通过电压和电流可以计算得出)，根据设定的目标电压U_ref和并网点系统电抗X计算出无功功率调节量

根据设定的目标频率f_ref、频率阀值f_th、转速不等率δ、储能系统最大充电功率P_min和最大放电功率P_max计算出充电有功功率调节量P_charge＝P_min*(f_ref-f-f_th)/(f_ref*δ)+P₀和放电有功功率调节量P_discharge＝P_max*(f-f_ref-f_th)/(f_ref*δ)+P₀；协调控制器通过GOOSE报文接收情况判断PCS的连接情况(如果能接收到GOOSE报文则判断PCS连接情况良好，如果未能接收到GOOSE报文则判断PCS连接已中断)，结合PCS上送的运行状态判断PCS是否可用(如果PCS上送状态为正常，则PCS可用，如果PCS上送的状态为故障或停机，则PCS不可用)，并根据可用PCS的当前充/放电功率、剩余电量、额定充/放电功率信息，将计算出的无功功率总调节量、充电有功功率总调节量、放电有功功率总调节量分配到每台可用PCS的有功、无功调节量；最终通过GOOSE下给每台可用PCS下发所需的有功、无功功率调节量。

PCS具备以太网接口和CAN接口。以太网接口支持GOOSE协议，向协调控制器发送PCS和电池的状态信息，同时接收协调控制器的功率调节命令。其中，发送状态信息包含但不限于PCS运行状态、PCS当前充/放电功率、电池剩余电量SOC、PCS额定充/放电功率信息。PCS接收协调控制的有功、无功调节指令后，立刻根据自身状态执行调节命令。PCS通过CAN接口直接与BMS相连，接收电池状态信息，包含但不限于电池健康状态(正常、异常)、电池剩余电量SOC。

BMS具备CAN接口，与PCS相连发送电池状态信息。

以太网中网络流量应控制在30％以内，并将GOOSE信息和控制命令的优先级设置为最高，以保证GOOSE信息和控制命令的快速传输。

本发明的储能站功率快速控制系统的功率调节控制方法包括动态无功快速控制和/或一次调频有功快速控制。动态无功调节控制方法的流程图如图2所示，包括以下步骤：

第一步，协调控制器采集储能系统所接入母线的电压模拟量和并网线路电流模拟量，并通过电压的采样值，实时计算电网电压幅值U及其波动值△U＝U-U_ref(电压幅值计算是本领域公知的)；

第二步，协调控制器比较所计算出的电网电压幅值波动值与设定动态无功快速控制电压阀值U_th之间的大小，

当电网电压波动值小于等于动态无功快速控制电压阀值，则说明电网电压波动比较小，无需输出无功对电网电压进行补偿，返回第一步；

当电网电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则说明电网电压波动比较大，需要输出无功对电网电压进行补偿，进入第三步；

第三步，协调控制器根据采集的电压、电流计算出并网点当前无功功率Q₀，再根据设定的目标电压U_ref和并网点系统电抗X，计算出系统所需的无功功率总调节量

结合PCS上送的运行状态判断PCS是否可用：如果PCS上送状态为正常，则说明PCS可用，如果PCS上送的状态为故障或停机，则说明PCS不可用；

并根据每台可用PCS的运行状态计算出储能系统无功实际可调量Q_PCS＝Q_pcs1+Q_pcs2+…+Q_pcsn(其中，n为可用PCS台数，Q_pcsn为第n台PCS可调无功功率容量)；

综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量，得到储能系统实际无功功率调节总量Q_out＝min(Q,Q_PCS)，将储能系统实际无功功率调节总量平均分配每台可用PCS，则每台可用PCS的实际无功功率调节量Q_pcsout＝Q_out/n；

第四步，协调控制器将每台可用PCS的实际无功功率调节量通过GOOSE发送给相应的PCS，返回步骤第一步，同时各可用PCS接收到实际无功功率调节量(即无功调节指令)后，调节其无功输出。

如果储能系统接入多段母线并通过多条线路并网，则协调控制器分别采集每段母线电压和每条并网线路电流，并按上述第一步～第四步步骤分别计算每段母线和并网线路的电压波动情况，按母线计算无功调节总量，并按母线统一协调控制该母线上的所有可用PCS进行无功功率快速调节。

上述基于协调控制器的储能站动态无功快速控制方法中，协调控制器在10ms内检测出电压波动并以GOOSE方式发出无功调节指令，PCS接收到GOOSE无功调节指令后，在20ms内输出无功功率，动态无功调节整组时间在30ms以内。

一次调频有功快速控制方法，流程图如图3所示，包括以下步骤：

第一步，协调控制器采集储能系统所接入母线的电压模拟量和并网线路电流模拟量，并通过电压的采样值，实时计算电网频率f及其波动值△f＝f-f_ref(频率的计算是本领域公知的)；

第二步，协调控制器比较所计算出的电网频率波动值与设定一次调频频率变化阀值f_th之间的大小，

当电网频率波动值小于等于一次调频频率变化阀值，则说明电网频率变化比较小，无需输出有功对电网频率进行支撑，返回第一步；

当电网频率波动值大于一次调频频率变化阀值，则说明电网频率变化比较大，需要输出有功对电网频率进行支撑，进入第三步；

第三步，协调控制器根据采集的电压、电流计算出并网点当前有功功率P₀，根据设定的目标频率f_ref、一次调频频率变化阀值f_th、转速不等率δ、储能系统最小充电功率P_min和最大放电功率P_max，计算出充电有功功率调节量P_charge＝P_min*(f_ref-f-f_th)/(f_ref*δ)+P₀和放电有功功率调节量P_discharge＝P_max*(f-f_ref-f_th)/(f_ref*δ)+P₀，

结合PCS上送的运行状态判断PCS是否可用：如果PCS上送状态为正常，则说明PCS可用，如果PCS上送的状态为故障或停机，则说明PCS不可用；

并根据每台可用PCS的运行状态计算出储能系统充电有功实际可调量P_PCScharge＝P_pcs1chanrge+P_pcs2chanrge+…+P_pcsnchanrge(n为可用PCS台数，P_pcsncharge为第n台PCS充电可调有功功率容量)和放电有功实际可调量P_PCSdischarge＝P_{pcs1dischanrge}+P_{pcs2dischanrge}+…+P_{pcsndischanrge}(n为可用PCS台数，P_{pcsndischarge}为第n台PCS放电可调有功功率容量)，

综合系统所需的充电有功功率调节量、放电有功功率调节量和储能系统充电有功实际可调量、放电有功实际可调量，得到储能系统实际充电有功功率调节总量P_chargeout＝min(P_charge,P_PCScharge)和实际放电有功功率调节总量P_dischargeout＝min(P_discharge,P_PCSdischarge)，并根据可用PCS的运行状态和电池剩余电量SOC，按照SOC的比例分配每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量；

第四步，协调控制器将每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量通过GOOSE发送给相应的PCS，返回步骤第一步，同时各可用PCS接收到充电和放电有功调节指令后，调节有功输出。

如果储能系统接入多段母线并通过多条线路并网，则协调控制器分别采集每段母线电压和每条并网线路电流，并按上述第一步～第四步步骤分别计算每段母线上的频率波动情况，按母线计算一次调频有功调节总量，并按母线统一协调控制该母线上的所有可用PCS进行有功功率快速调节。

上述基于协调控制器的储能站一次调频有功功率快速控制方法中，协调控制器在100ms内检测处频率波动并以GOOSE方式发出有功调节指令，PCS接收到GOOSE有功调节指令后，在200ms内输出有功功率，一次调频有功调节整组时间在300ms以内。

相应的，本发明还提供了一种基于协调控制器的储能站功率快速控制装置，其特征是，包括协调控制器、多台PCS、多台BMS和以太网交换机，协调控制器和各PCS通过以太网组成星型局域网，PCS与BMS之间一一对应通过CAN总线直接相连；

各BMS向对应的PCS上传电池状态信息；

各PCS向协调控制器上传PCS状态信息和电池状态信息，并接收协调控制器下发的调节指令调节其有功或无功输出；PCS状态信息包括PCS运行状态和可调无功功率容量；

协调控制器包含动态无功快速控制过程模块和/或一次调频有功快速控制过程模块，其中：

动态无功快速控制过程模块包括系统所需无功功率总调节量计算模块、系统无功实际可调量计算模块、系统实际无功功率调节总量计算模块、系统实际无功功率调节总量分配模块和无功调节指令下发模块；

系统所需无功功率总调节量计算模块，用于当储能系统需要PCS输出无功补偿电压时，计算出储能系统所需的无功功率总调节量；

系统无功实际可调量计算模块，用于根据每台可用PCS的可调无功功率容量计算出储能系统无功实际可调量；

系统实际无功功率调节总量计算模块，用于综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量，得到储能系统实际无功功率调节总量；

系统实际无功功率调节总量分配模块，用于将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际无功功率调节量；

无功调节指令下发模块，用于将获得的每台可用PCS的实际无功功率调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其无功输出；

一次调频有功快速控制过程模块包括系统所需有功功率调节量计算模块、系统有功实际可调量计算模块、系统实际有功功率调节总量计算模块、系统实际有功功率调节总量分配模块和有功调节指令下发模块；

系统所需有功功率调节量计算模块，当储能系统需要输出有功对电网频率进行支撑时，计算出系统所需的充电有功功率调节量和放电有功功率调节量；

系统有功实际可调量计算模块，用于根据每台可用PCS的充电可调有功功率容量计算出储能系统充电有功实际可调量，根据每台可用PCS的放电可调有功功率容量计算出储能系统放电有功实际可调量；

系统实际有功功率调节总量计算模块，用于综合系统所需的充电有功功率调节量、放电有功功率调节量和储能系统充电有功实际可调量、放电有功实际可调量，得到储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量；

系统实际有功功率调节总量分配模块，用于将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量；

有功调节指令下发模块，用于将每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其有功输出。

获取储能系统的电压波动值；若电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则需要输出无功对电网电压进行补偿。

进一步的，系统实际无功功率调节总量分配模块中，将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS的具体过程为：

将储能系统实际无功功率调节总量平均分配至每台可用PCS。

进一步的，系统实际有功功率调节总量分配模块中，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS的具体过程为：

获取各可用PCS的电池剩余电量SOC的比例；

按照SOC的比例，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS。

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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，其特征是，包括动态无功快速控制过程和/或一次调频有功快速控制过程，其中：

动态无功快速控制过程包括以下内容：

当储能系统需要PCS输出无功补偿电压时，计算出储能系统所需的无功功率总调节量；

根据每台可用PCS的可调无功功率容量计算出储能系统无功实际可调量；

综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量，得到储能系统实际无功功率调节总量；

将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际无功功率调节量；

将获得的每台可用PCS的实际无功功率调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其无功输出；

一次调频有功快速控制过程包括以下内容：

当储能系统需要输出有功对电网频率进行支撑时，计算出充电有功功率调节量和放电有功功率调节量；

根据每台可用PCS的充电可调有功功率容量计算出储能系统充电有功实际可调量，根据每台可用PCS的放电可调有功功率容量计算出储能系统放电有功实际可调量；

综合系统所需的充电有功功率调节量、放电有功功率调节量和储能系统充电有功实际可调量、放电有功实际可调量，得到储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量；

将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量；

将每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其有功输出；

获取储能系统的电压波动值；若电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则需要输出无功对电网电压进行补偿。

2.根据权利要求1所述的一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，其特征是，储能系统需要PCS输出无功补偿电压的判断依据为：

采集储能系统中母线电压，计算得到电网电压波动值；

比较所计算出的电网电压幅值波动值与设定动态无功快速控制电压阀值之间的大小，

当电网电压波动值小于等于动态无功快速控制电压阀值，则说明电网电压波动比较小，无需输出无功对电网电压进行补偿；

当电网电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则说明电网电压波动比较大，需要输出无功对电网电压进行补偿。

3.根据权利要求1所述的一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，其特征是，综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量得到储能系统实际无功功率调节总量的具体过程为：

取系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量的最小值，作为储能系统实际无功功率调节总量。

4.根据权利要求1所述的一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，其特征是，将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS的具体过程为：

将储能系统实际无功功率调节总量平均分配至每台可用PCS。

5.根据权利要求1所述的一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，其特征是，储能系统需要输出有功对电网频率进行支撑的判断依据为：

采集储能系统中母线电压，计算得到电网频率波动值；

比较所计算出的电网频率波动值与设定一次调频频率变化阀值之间的大小，

当电网频率波动值小于等于一次调频频率变化阀值，则说明电网频率变化比较小，无需输出有功对电网频率进行支撑，；

当电网频率波动值大于一次调频频率变化阀值，则说明电网频率变化比较大，需要输出有功对电网频率进行支撑。

6.根据权利要求1所述的一种基于协调控制器的储能站功率快速控制方法，其特征是，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS的具体过程为：

获取各可用PCS的电池剩余电量SOC的比例；

按照SOC的比例，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS。

7.一种基于协调控制器的储能站功率快速控制装置，其特征是，包括协调控制器、多台PCS、多台BMS和以太网交换机，协调控制器和各PCS通过以太网组成星型局域网，PCS与BMS之间一一对应通过CAN总线直接相连；

各BMS向对应的PCS上传电池状态信息；

各PCS向协调控制器上传PCS状态信息和电池状态信息，并接收协调控制器下发的调节指令调节其有功或无功输出；PCS状态信息包括PCS运行状态和可调无功功率容量；

协调控制器包含动态无功快速控制过程模块和/或一次调频有功快速控制过程模块，其中：

动态无功快速控制过程模块包括系统所需无功功率总调节量计算模块、系统无功实际可调量计算模块、系统实际无功功率调节总量计算模块、系统实际无功功率调节总量分配模块和无功调节指令下发模块；

系统所需无功功率总调节量计算模块，用于当储能系统需要PCS输出无功补偿电压时，计算出储能系统所需的无功功率总调节量；

系统无功实际可调量计算模块，用于根据每台可用PCS的可调无功功率容量计算出储能系统无功实际可调量；

系统实际无功功率调节总量计算模块，用于综合系统所需的无功功率总调节量和储能系统无功实际可调量，得到储能系统实际无功功率调节总量；

系统实际无功功率调节总量分配模块，用于将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际无功功率调节量；

无功调节指令下发模块，用于将获得的每台可用PCS的实际无功功率调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其无功输出；

一次调频有功快速控制过程模块包括系统所需有功功率调节量计算模块、系统有功实际可调量计算模块、系统实际有功功率调节总量计算模块、系统实际有功功率调节总量分配模块和有功调节指令下发模块；

系统所需有功功率调节量计算模块，当储能系统需要输出有功对电网频率进行支撑时，计算出系统所需的充电有功功率调节量和放电有功功率调节量；

系统有功实际可调量计算模块，用于根据每台可用PCS的充电可调有功功率容量计算出储能系统充电有功实际可调量，根据每台可用PCS的放电可调有功功率容量计算出储能系统放电有功实际可调量；

系统实际有功功率调节总量计算模块，用于综合系统所需的充电有功功率调节量、放电有功功率调节量和储能系统充电有功实际可调量、放电有功实际可调量，得到储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量；

系统实际有功功率调节总量分配模块，用于将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS，得到每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量；

有功调节指令下发模块，用于将每台可用PCS的实际充电和放电有功调节量发送给相应的PCS，以使各可用PCS调节其有功输出；

获取储能系统的电压波动值；若电压波动值大于动态无功快速控制电压阀值，则需要输出无功对电网电压进行补偿。

8.根据权利要求7所述的一种基于协调控制器的储能站功率快速控制装置，其特征是，系统实际无功功率调节总量分配模块中，将储能系统实际无功功率调节总量分配至每台可用PCS的具体过程为：

将储能系统实际无功功率调节总量平均分配至每台可用PCS。

9.根据权利要求7所述的一种基于协调控制器的储能站功率快速控制装置，其特征是，系统实际有功功率调节总量分配模块中，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS的具体过程为：

获取各可用PCS的电池剩余电量SOC的比例；

按照SOC的比例，将储能系统实际充电有功功率调节总量和实际放电有功功率调节总量分配每台可用PCS。

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