CN114500556B - 一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统 - Google Patents

一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114500556B
CN114500556B CN202210013925.4A CN202210013925A CN114500556B CN 114500556 B CN114500556 B CN 114500556B CN 202210013925 A CN202210013925 A CN 202210013925A CN 114500556 B CN114500556 B CN 114500556B
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
energy storage
storage system
node
link unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210013925.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114500556A (zh
Inventor
胡卫丰
崔伟伟
沙骏
胥峥
柏晶晶
李官军
吴福保
余豪杰
殷实
杨波
陶以彬
李浩源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI, Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to CN202210013925.4A priority Critical patent/CN114500556B/zh
Publication of CN114500556A publication Critical patent/CN114500556A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114500556B publication Critical patent/CN114500556B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H04L67/104—Peer-to-peer [P2P] networks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H04L67/1095—Replication or mirroring of data, e.g. scheduling or transport for data synchronisation between network nodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本申请公开了一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，包括：所述控制系统包括区块链、以及设于储能系统各链节单元的区块链P2P网络和原始数据采集装置，所述区块链，用于控制任务的下发与区块链P2P网络的控制；所述原始数据采集装置，用于电池链节单元工作信息的采集；所述区块链P2P网络，用于基于控制任务，对电池链节单元工作信息进行分析处理，得到储能系统的控制指令，实现储能系统功率控制。本发明提供一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，能够最大限度的提升系统的响应速度。

Description

一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统
技术领域
本发明属于储能控制技术领域，涉及一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统。
背景技术
储能系统功率可控，对电网友好，不仅是“采-发-输-配-用-储”六大环节中的重要组成部分，同时也是智能电网、可再生能源高占比的能源系统与“互联网+”智慧能源的重要组成部分。储能系统一方面能够在短时间尺度上快速调整功率输出，有效平抑分布式新能源波动，减少新能源大量接入后对电网的影响，提高分布式新能源的利用率，另一方面能够在长时间尺度上调整配电网用电负荷曲线，减小峰谷差，提高配电网运行的安全性和稳定性。同时储能系统功率响应速度快，能够有效参与电网调频等辅助服务，能够作为备用电源，为数据中心等重要负荷提供优质电能，能够形成变-数-储的共享型三站合一形式，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。
目前，储能接入电网主要有2种方式，分别为低压并联升压接入电网和中压直挂式储能。低压并联升压接入电网的方式是通过低压电网汇集经升压变压器接入中压电网，存在能量转换环节多、转换效率低、设备数量多、信息通讯量大导致功率响应较慢，不能满足电网对大容量储能技术的快速功率响应技术需求。而中压直挂式储能系统不需要变压器接入，运行效率高，信息处理量较少，能够快速响应调度指令，在大功率储能电站中的应用具有明显优势。
考虑大容量中压直挂式储能系统所包含的大量级联功率模块以及未来储能系统的模块化发展趋势，且中央总控架构不适用未来单机大容量储能系统，存在控制系统运算负荷过重、通讯量大以及电磁干扰问题。本发明提出一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，研究去中心化的分散型控制系统架构，最大限度的提升系统的响应速度，更加快速准确的进行功率控制。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本申请提供一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，能够最大限度的提升系统的响应速度。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，所述控制系统包括区块链、以及设于储能系统各链节单元的区块链P2P网络和原始数据采集装置，其特征在于：
所述区块链，用于控制任务的下发与区块链P2P网络的控制，所述控制任务包括电池链节单元调制和电容链节单元闭环控制任务；
所述原始数据采集装置，用于电池和电容链节单元工作信息的采集；
所述区块链P2P网络，用于基于控制任务，对链节单元工作信息进行分析处理，得到储能系统的控制指令，实现储能系统功率控制。
本发明进一步包括以下优选方案：
优选地，所述区块链P2P网络包括数据处理节点、调度器节点、任务管理器节点和控制信息输出节点；
所述调度器节点、任务管理器节点、数据处理节点、控制信息输出节点顺序无线连接；
数据处理节点还与原始数据采集装置相连接。
优选地，所述区块链P2P网络中，调度器节点无线接收区块链的控制任务并将其发送至任务管理器节点，任务管理器节点根据控制任务调取任务程序，控制数据处理节点根据链节单元工作信息计算生成控制指令，输出节点将控制指令输出至储能系统。
优选地，所述链节单元工作信息包括链节单元的输出电压、电容电压以及电网电流、电网电压。
优选地，所述区块链控制区块链P2P网络基于控制任务，对链节单元工作信息进行分析处理，得到储能系统的控制指令，实现储能系统功率控制，具体包括：
(1)数据处理节点不断与其它电池链节单元数据处理节点同步区块链状态；
(2)调度器节点调取区块链的控制任务；
(3)任务管理器节点调取控制任务程序进行任务管理并控制数据处理节点根据电池链节单元工作信息计算控制指令；
(4)输出节点将控制指令输出至储能系统链节；
(5)判断储能系统是否接收到控制指令，若是，则进入(6)；否则返回(3)继续执行控制任务；
(6)数据处理节点对应的区块链节点变为调度器节点，接收新的控制任务，返回(3)。
优选地，所述储能系统将电池链节单元等效为电压源型变换器，采用开环控制，将电容链节单元等效为电流源型变换器，进行电压和功率控制。
优选地，所述电池链节单元调制是指采用调制比为m1、相位为δ的固定调制波vbat进行电池链节单元功率调制。
优选地，所述电池链节单元调制具体为：
vbat＝m1∠(θv+δ)。
优选地，所述电容链节单元闭环控制包括直流稳压控制和无功功率控制。
优选地，所述直流稳压控制，具体为：
根据电容电压瞬时值和参考值之间的关系，调节电容链节单元吸收的有功功率。
优选地，所述无功功率控制采用电流型功率控制。
优选地，所述电流型功率控制具体为：
将参考电流is*与电网电流瞬时值is进行比较，其差值经PR控制器后得到电容链节单元的调制信号vcap。
本申请所达到的有益效果：
本发明的大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统采用区块链技术，允许无限的节点加入区块链，实现控制系统的去中心化，最大限度的提升系统的响应速度，更加快速准确的进行功率控制；采用电压和功率的混合控制，实现电压平衡和能量均衡。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图2为本发明区块链工作流程；
图3为本发明电池链节调制框图；
图4为本发明直流稳压控制框图；
图5为本发明无功功率控制框图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。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申请的保护范围。
大容量中压直挂式储能系统功率转换系统使用并联、级联等复合变换单元结构；并联拓扑中，各个变流器的直流侧相互独立，交流侧并联实现各个变流器能量输出的汇集，可提升系统容量；级联拓扑中，各个变流器的交流侧串联，不仅实现能量输出的汇集，还提高了系统交流侧输出电压。
如图1所示，本发明的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，所述控制系统包括区块链、以及设于储能系统各链节单元的区块链P2P网络和原始数据采集装置；
所述区块链，用于控制任务的下发与区块链P2P网络的控制，所述控制任务包括电池链节单元调制和电容链节单元闭环控制任务；
所述原始数据采集装置，用于电池和电容链节单元工作信息的采集；
所述区块链P2P网络，用于基于控制任务，对电池链节单元工作信息进行分析处理，得到储能系统的控制指令，实现储能系统功率控制，具体的：
所述区块链P2P网络包括数据处理节点、调度器节点、任务管理器节点和控制信息输出节点；
所述调度器节点、任务管理器节点、数据处理节点、控制信息输出节点顺序无线连接；
数据处理节点还与原始数据采集装置相连接。
所述区块链P2P网络中，调度器节点无线接收区块链的控制任务并将其发送至任务管理器节点，任务管理器节点根据控制任务调取任务程序，控制数据处理节点根据链节单元工作信息计算生成控制指令，输出节点将控制指令输出至储能系统。
所述电池链节单元工作信息包括电池链节单元的输出电压、电容电压以及电网电流、电网电压。
如图2所示，所述区块链控制区块链P2P网络基于控制任务，对链节单元工作信息进行分析处理，得到储能系统的控制指令，实现储能系统功率控制，具体包括：
(1)数据处理节点不断与其它电池链节单元数据处理节点同步区块链状态；
(2)调度器节点调取区块链的控制任务；
(3)任务管理器节点调取控制任务程序进行任务管理并控制数据处理节点根据电池链节单元工作信息计算控制指令；
(4)输出节点将控制指令输出至储能系统链节；
(5)判断储能系统是否接收到控制指令，若是，则进入(6)；否则返回(3)继续执行控制任务；
(6)数据处理节点对应的区块链节点变为调度器节点，接收新的控制任务，返回(3)。
所述储能系统为了实现功率在链节间的分配，可以将电池链节单元等效为电压源型变换器，采用开环控制，将电容链节单元等效为电流源型变换器，进行电压和功率控制。
功率控制系统包括电池链节单元调制、电容链节单元闭环控制；
如图3所示，所述电池链节单元调制是指，采用调制比为m1、相位为δ的固定调制波vbat进行电池链节单元功率调制，具体为：
vbat＝m1∠(θv+δ)。
所述电容链节单元闭环控制包括直流稳压控制和无功功率控制；
直流侧电容电压与链节吸收的有功功率相关；
所述直流稳压控制，具体为：
根据电容电压瞬时值和参考值之间的关系，调节电容链节单元吸收的有功功率，具体的，根据单个电容链节单元电容电压额定值ucap*，第1、2、...、N个电容链节单元电容电压瞬时值ucap1、ucap2、ucapN，经PI控制后得到有功电流参考值Id*进行直流稳压控制。
如图4所示，根据电网电压矢量us和电池链节输出电压ur1的关系，可以求出电容链节输出电压和电网电压之间的相角δ1，从而求取系统调节的有功、无功功率。
如图5所示，无功功率控制采用电流型功率控制，具体为：
将参考电流is*与电网电流瞬时值is进行比较，其差值经PR控制器后得到电容链节单元的调制信号vcap。
为了减少电网电压和电池链节单元输出电压对电容链节的影响，引入了电压前馈补偿环节。
其中，Iq*是给定的无功电流参考值。
本发明的大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统采用区块链技术，允许无限的节点加入区块链，实现控制系统的去中心化，最大限度的提升系统的响应速度，更加快速准确的进行功率控制；采用电压和功率的混合控制，实现电压平衡和能量均衡。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，所述控制系统包括区块链、以及设于储能系统各链节单元的区块链P2P网络和原始数据采集装置，其特征在于：
所述区块链，用于控制任务的下发与区块链P2P网络的控制，所述控制任务包括电池链节单元调制和电容链节单元闭环控制任务；
所述原始数据采集装置，用于电池和电容链节单元工作信息的采集；
所述区块链P2P网络，用于基于控制任务，对链节单元工作信息进行分析处理，得到储能系统的控制指令，实现储能系统功率控制；
所述区块链P2P网络包括数据处理节点、调度器节点、任务管理器节点和控制信息输出节点；
所述区块链P2P网络中，调度器节点无线接收区块链的控制任务并将其发送至任务管理器节点，任务管理器节点根据控制任务调取任务程序，控制数据处理节点根据链节单元工作信息计算生成控制指令，输出节点将控制指令输出至储能系统；
所述区块链控制区块链P2P网络基于控制任务，对链节单元工作信息进行分析处理，得到储能系统的控制指令，实现储能系统功率控制，具体包括：
(1)数据处理节点不断与其它电池链节单元数据处理节点同步区块链状态；
(2)调度器节点调取区块链的控制任务；
(3)任务管理器节点调取控制任务程序进行任务管理并控制数据处理节点根据电池链节单元工作信息计算控制指令；
(4)输出节点将控制指令输出至储能系统链节；
(5)判断储能系统是否接收到控制指令，若是，则进入(6)；否则返回(3)继续执行控制任务；
(6)数据处理节点对应的区块链节点变为调度器节点，接收新的控制任务，返回(3)。
2.根据权利要求1所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述调度器节点、任务管理器节点、数据处理节点、控制信息输出节点顺序无线连接；
数据处理节点还与原始数据采集装置相连接。
3.根据权利要求1所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述链节单元工作信息包括链节单元的输出电压、电容电压以及电网电流、电网电压。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述储能系统将电池链节单元等效为电压源型变换器，采用开环控制，将电容链节单元等效为电流源型变换器，进行电压和功率控制。
5.根据权利要求1所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述电池链节单元调制是指采用调制比为m1、相位为δ的固定调制波vbat进行电池链节单元功率调制。
6.根据权利要求1所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述电容链节单元闭环控制包括直流稳压控制和无功功率控制。
7.根据权利要求6所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述直流稳压控制，具体为：
根据电容电压瞬时值和参考值之间的关系，调节电容链节单元吸收的有功功率。
8.根据权利要求6所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述无功功率控制采用电流型功率控制。
9.根据权利要求8所述的一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统，其特征在于：
所述电流型功率控制具体为：
将参考电流is*与电网电流瞬时值is进行比较，其差值经PR控制器后得到电容链节单元的调制信号vcap。
CN202210013925.4A 2022-01-06 2022-01-06 一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统 Active CN114500556B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210013925.4A CN114500556B (zh) 2022-01-06 2022-01-06 一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210013925.4A CN114500556B (zh) 2022-01-06 2022-01-06 一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114500556A CN114500556A (zh) 2022-05-13
CN114500556B true CN114500556B (zh) 2024-01-23

Family

ID=81510739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210013925.4A Active CN114500556B (zh) 2022-01-06 2022-01-06 一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114500556B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9964982B1 (en) * 2014-10-08 2018-05-08 RDC, Inc. Remote power controller system and method
CN109299833A (zh) * 2018-11-28 2019-02-01 国网山东省电力公司德州供电公司 基于区块链技术的快充站储能优化系统及其工作方法
CN109524962A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 贵州电网有限责任公司 一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法
CN110728589A (zh) * 2019-10-21 2020-01-24 合肥阳光新能源科技有限公司 一种基于区块链的能源调度方法、装置及系统
CN111383129A (zh) * 2020-03-09 2020-07-07 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 一种电能调度方法、装置、电子设备及存储介质
WO2020165631A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-20 Enegan S.P.A. System for exchanging renewable source energy

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9847644B2 (en) * 2010-02-09 2017-12-19 Open Access Technology International, Inc. Systems and methods for demand response and distributed energy resource management
US20140015469A1 (en) * 2010-03-11 2014-01-16 Virgil L. Beaston Battery Management System For A Distributed Energy Storage System, and Applications Thereof
WO2019084262A1 (en) * 2017-10-25 2019-05-02 Omega Grid, Llc POWER MANAGEMENT BY DISTRIBUTING BLOCK CHAINS WITH OPTIMIZED BALANCING

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9964982B1 (en) * 2014-10-08 2018-05-08 RDC, Inc. Remote power controller system and method
CN109524962A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 贵州电网有限责任公司 一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法
CN109299833A (zh) * 2018-11-28 2019-02-01 国网山东省电力公司德州供电公司 基于区块链技术的快充站储能优化系统及其工作方法
WO2020165631A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-20 Enegan S.P.A. System for exchanging renewable source energy
CN110728589A (zh) * 2019-10-21 2020-01-24 合肥阳光新能源科技有限公司 一种基于区块链的能源调度方法、装置及系统
CN111383129A (zh) * 2020-03-09 2020-07-07 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 一种电能调度方法、装置、电子设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN114500556A (zh) 2022-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW202127787A (zh) 交流負荷供電系統和方法
CN106887847A (zh) 一种可变频率变压器直接负荷控制的微电网及其运行方法
CN102355008A (zh) 一种平抑风电场功率波动的控制装置及方法
CN104333026A (zh) 基于功率前馈补偿的孤立运行直流微网储能稳压控制方法
CN109888845B (zh) 一种交直流混合微电网
CN114498748A (zh) 含电压受控源的新能源场站主动支撑协调控制方法及系统
CN107910869A (zh) 一种分布式静止串联补偿器控制系统及其控制方法
CN113472020A (zh) 一种新型交直流混合的数据中心供电控制系统及控制方法
CN109888786A (zh) 一种交直流混合微电网的控制方法
CN114024331B (zh) 一种提高直流承载能力的规划运行措施优化方法
CN108306311B (zh) 直流负载系统分区间响应电网调频需求的控制系统及方法
CN114500556B (zh) 一种大容量中压直挂式储能系统去中心化功率控制系统
CN108321831A (zh) 一种铁路功率调节器滤波电感参数不确定的控制方法
CN112165113A (zh) 基于对混合储能系统控制的保障微电网电能质量的方法
CN114825487B (zh) 一种离网型风储荷发电系统及控制调试方法
CN107910870B (zh) 一种分布式静止串联补偿器的投退控制方法及装置
CN116031920A (zh) 一种多端口电力电子设备的分层能量协调控制策略
CN115663780A (zh) 一种光伏直流微电网的改进自适应分段下垂控制方法
CN113258589B (zh) 基于生产运行的储能与电解铝负荷聚合调频方法及装置
CN110718933A (zh) 一种多层次协调的风储孤网系统功率平衡控制策略
CN112087000B (zh) 一种光伏型柔性合环装置及运行控制方法
CN111600327B (zh) 一种适用于柔性直流配电系统的协调控制方法
CN204615408U (zh) 一种风电场输出功率控制系统
CN107302220B (zh) 一种分布式电压和潮流控制方法及其装置
Peng et al. Comparative study of power droop control and current droop control in DC microgrid

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant