CN117378113A - 用于大规模电网能量储存系统的电网集成的控制平台架构 - Google Patents

Abstract

一种用于AC电力传输系统的支持系统(100)，所述支持系统包括：包括多个储存单元(112)的能量储存布置(110)；以及被配置为控制能量储存布置的操作的主控制器(120)。每个储存单元包括至少三个控制信号连接部(113a，113b，113c)，并且被配置为经由所述控制信号连接部从至少三个储存实体接收控制信号，其中，所述储存实体中的每一个是主控制器或者是相邻储存单元的储存单元控制器。储存单元被布置为将经由所述控制信号连接部中的第一控制信号连接部接收的控制信号转发到经由所述控制信号连接部中的其余控制信号连接部连接的所有相邻储存单元。

Description

用于大规模电网能量储存系统的电网集成的控制平台架构

技术领域

本发明涉及电力传输系统的领域，并且具体地涉及用于这种电力系统中的能量储存装置。

背景技术

电力系统需要以可靠的方式提供电力。因此，这种技术通常包括用于使电压或频率波动平稳以及用于补偿短缺等的支持系统。一般而言，支持系统可以利用能量储存系统，该能量储存系统包括具有多个串联和/或并联连接的电池单体或超级电容器的能量储存组，该能量储存组以双向方式操作以向电力传输系统输出能量并从中为电池单体充电。进一步地，静态同步补偿器(STATCOM)可以用作电力传输网络的无功AC功率的源或宿。

能量储存组的电池单体以及STATCOM的电压源换流器单体通常需要接收来自中央控制器的控制信号，以便该支持系统正常运行并为电力传输系统提供所需的支持。目前的支持系统的部件数量相对较多，使得它们相对复杂且在监测和控制方面具有挑战性，并且追求更大和更具可扩展性的支持系统使得对高效可靠的控制技术的需求也随之增加。因此，提供一种用于改进对支持系统中所包括的部件的监测和控制的技术将是有益的。

发明内容

因此，实现一种克服或至少减轻上述缺点的支持系统将是有利的。特别地，期望提供一种允许提高性能、冗余性和容错性的支持系统。

这些目的尤其可以通过所附独立权利要求中所要求保护的支持系统来实现。

因此，根据一方面，提供了一种用于交流AC电力传输系统的支持系统。该系统包括能量储存布置，该能量储存布置包括多个互连的储存单元。能量储存布置被配置为向AC电力传输系统输出电力并利用来自AC电力传输系统的电力对储存单元充电。该系统进一步包括被配置为控制能量储存布置的操作的主控制器。储存单元中的至少一些包括至少三个控制信号连接部和被配置为控制储存单元的操作的储存单元控制器，其中，该至少三个控制信号连接部连接到储存单元控制器。储存单元因此被配置为经由该至少三个控制信号连接部从至少三个储存实体接收控制信号。该至少三个储存实体中的每一个是主控制器或者是相邻储存单元的储存单元控制器，并且储存单元中的每一个被布置为将经由该至少三个控制信号连接部中的第一控制信号连接部接收的控制信号转发到经由该至少三个控制信号连接部中的其余控制信号连接部连接的所有相邻储存单元。

本方面允许以不同的方式将来自主控制器的控制信号中继遍及整个能量储存单元布置。包括至少三个控制信号连接部的第一储存单元可以从主控制器接收控制信号，并将该控制信号转发到该布置的至少两个其他储存单元。这两个储存单元之一或两者可以进而将控制信号转发到一个或两个另外的储存单元等。因此，储存单元可以被认为以网格布置，从而允许控制信号沿着若干不同路径中继遍及整个该布置。

第一控制单元可以直接连接到主控制器，并且被配置为将控制信号转发到不直接连接到主控制单元的至少两个其他控制单元。以这种方式，即使主控制单元仅连接到储存单元中的一个或两个，来自主控制单元的控制信号也可以有效地充斥能量储存布置的储存单元。在一些或所有储存单元处提供的至少三个控制信号连接部允许控制信号采取不同的路径通过该布置，并且因此在若干个储存单元之一中出现故障的情况下也能够传播。因此，本方面提高了冗余性和对可能影响一个或多个储存单元的故障的抵抗力，尤其是在与依赖于储存单元之间的点对点通信或严格串联连接的技术相比的情况下。进一步地，通过向由上述控制信号连接部形成的网络拓扑添加更多节点，可以相对容易地用更多部件(比如能量储存单元或STATCOM设备)来扩展支持系统。还可以添加额外的控制单元来补充支持系统。

储存单元中的每一个或至少一些可以被配置为将接收到的控制信号转发到所有连接的相邻储存单元(以及主控制单元，前提是该主控制单元连接到控制信号连接部之一)。进一步地，储存单元可以被配置为自主地执行该控制信号转发动作，而无需外部控制。

在本申请的上下文中，“相邻”储存单元可以被理解为彼此直接通信地耦接的储存单元，即，不需要控制信号在相邻储存单元之间传递的路上所不得不经过的任何中间储存单元。换言之，控制信号无需首先经过另一储存单元，相邻储存单元就能够彼此交换控制信号。在本公开中，“相邻”、“邻近”和“紧邻”可以互换使用，用于描述以允许控制信号直接在两个储存单元之间传递而无需经过任何中间储存单元的方式通信连接的两个储存单元的布置。

支持系统内的接收和转发控制信号的部件(比如主控制器、储存单元以及可选的STATCOM换流器单元)可以被理解为通信网络中经由控制信号连接部链接的节点。虽然这种网络的物理拓扑可以指支持系统的储存单元和其他部件的实际放置，但是逻辑拓扑或网络拓扑可以描述数据如何在支持系统内流动。在下面对控制信号连接部的配置的讨论中，示例通常指的是逻辑拓扑而不是物理拓扑。

应当理解，支持系统可以包括附加储存单元，其可以包括仅一个或仅两个控制信号连接部。因此，支持系统可以不限于其中每者以及每个储存单元包括恰好三个控制信号连接部或多于三个控制信号连接部的布置。而是，支持系统可以进一步包括与恰好一个其他储存单元(或节点)连接的一个或多个储存单元(或节点)，或与恰好两个其他储存单元连接的一个或多个储存单元，以及与四个或更多个其他储存单元连接的一个或多个储存单元。因此，在一些示例中，支持系统的一个或若干个储存单元可以包括四个或五个或更多个控制信号连接部。

因此，控制信号连接部可以允许支持系统的节点以网状拓扑进行布置，从而允许使用路由技术或更优选地使用泛洪技术来中继控制信号，在泛洪技术中，接收到的信号是通过除了该信号到达的控制信号连接部之外的每个控制信号连接部来发送的。

因此，根据实施例，多个储存单元中的每一个的至少三个控制信号连接部中的第一控制信号连接部和第二控制信号连接部可以被配置为以串联连接或菊花链来连接该多个储存单元。进一步地，该至少三个控制信号连接部中的第三控制信号连接部可以被配置为走捷径绕过菊花链，即，将储存单元连接到不是菊花链中的邻接或相邻储存单元的储存单元。走捷径绕过菊花链中的一个或若干个储存单元可以允许减少控制信号的延迟。经过储存单元通常会产生延迟，通过在中继控制信号时省略一个或若干个储存单元，可以相应地减少总延迟。当中继高优先级消息(例如阻塞消息或跳闸消息)时，这可能特别有利。进一步地，走捷径可以允许在菊花链的储存单元中出现故障的情况下经由另一路径传播控制信号。

根据实施例，菊花链可以根据线性拓扑或环形拓扑来布置。环形拓扑的优点在于可以在环的两个不同方向上传输控制信号。

根据实施例，这些储存单元中的第一储存单元可以直接连接到主控制器。换句话说，这些储存单元中的第一储存单元可以被配置为从主控制器接收尚未被任何中间储存单元中继的控制信号。在一些示例中，这些储存单元中的第一储存单元可以仅连接到两个相邻储存单元，而在这样的示例中，不直接连接到主控制器的储存单元可以连接到三个或更多个相邻储存单元。

根据实施例，控制信号连接部中的至少一些或每一个可以是双向连接部。

根据实施例，控制信号连接部可以被配置为经由光通信信道进行通信，比如包括光纤的通信信道。

根据实施例，多个储存单元中的每一个可以被配置为在不完全解码控制信号的情况下检测包括在控制信号中的高优先级消息，并转发该高优先级消息。高优先级消息可以是与供应给控制信号连接部的其他消息分开地供应给控制信号连接部的消息。高优先级消息可以例如包括跳闸指令或阻塞指令，其会导致特定储存单元或所有储存单元断开连接。通过单独地检测高优先级消息，可以比使用完整的常规消息解码更快地检测到高优先级消息。这允许更快地中继高优先级消息，从而更快地将其传播到所有储存单元。

例如取决于要实现的期望电压，储存单元可以可操作地彼此串联和/或并联连接。储存单元可以包括一个或若干个能量储存单体，其例如可以由电池单体或电容器单体形成。在一些示例中，储存单元可以等同于单个能量储存单体，并且在其他示例中可以包括形成能量储存架的多个能量储存单体。术语“能量储存单体”通常可以理解为能够接受电能、储存电能和释放电能的设备。因此，能量储存单体可以指能够重复地被(再)充电的设备。这种设备的示例包括超级电容器、飞轮和电池。

一组互连的能量储存单元可以称为能量储存串，并且多个串可以组成能量储存组。因此应当注意的是，在权利要求的范围内，可以构想出能量储存单元和能量储存单体的各种配置和组合。

根据实施例，储存单元控制器可以被配置为形成与控制系统的接口，该控制系统可以在架的内部。架内部控制系统可以被配置为控制架的能量储存单体。替代地或附加地，储存单元控制器可以被配置为直接控制能量储存架的每个能量储存单体。

根据实施例，可以提供一种电池管理控制系统(BMS)，用于管理一个或若干个储存单元、并且特别是该(这些)单元的能量储存单体。例如，可以提供BMS来保护这些单体不在它们的安全操作区域之外操作、监测这些单体的状态并且平衡这些单体的操作。根据本实施例，储存单元控制器可以被配置为控制BMS。在一些示例中，上述架内部控制系统可以包括BMS。

根据实施例，多个储存单元中的一些或每个可以包括可以由储存单元控制器控制的功率换流器，比如电压源换流器(VSC)。功率换流器可以被配置为将来自一个或若干个能量储存单元的电力输出至电力传输系统，并且利用来自电力传输系统的电力对储存模块进行充电。因此，功率换流器可以是双向换流器。储存单元控制器可以可操作地连接到功率换流器，并且因此可以基于接收到的控制信号来控制功率换流器的操作。储存单元控制器可以进一步被配置为将储存单元与能量储存布置的其他储存单元断开连接。

根据实施例，支持系统可以进一步包括换流器布置，该换流器布置包括被配置为在功能上布置在能量储存布置与AC电力传输系统之间以充当静态同步补偿器STATCOM的多个互连的换流器单元。支持系统可以进一步包括被配置为控制换流器布置的操作的换流器布置控制器。换流器布置可以以与上文参考任何先前实施例讨论的能量储存布置类似的方式来控制。因此，该多个换流器单元中的每个换流器单元可以包括至少三个控制信号连接部和被配置为控制换流器单元的操作的换流器单元控制器，其中，该多个换流器单元中的每个换流器单元可以被配置为经由该至少三个控制信号连接部从至少三个换流器实体接收控制信号。该至少三个换流器实体中的每一个可以是换流器布置控制器或者是相邻换流器单元的换流器单元控制器，并且，该多个换流器单元中的每个换流器单元可以被布置为将经由该至少三个控制信号连接部中的第一控制信号连接部接收的控制信号转发到经由该至少三个控制信号连接部中的其余控制信号连接部连接的所有相邻换流器单元。

应当理解，根据本实施例的换流器布置因此可以允许以不同的方式将来自换流器布置控制器的控制信号中继遍及整个换流器单元布置，这类似于根据前述实施例和示例中的任一个所述的控制信号可以传播遍及整个能量储存单元布置的方式。因此，从换流器布置控制器接收控制信号的第一换流器单元可以将控制信号中继到该布置的至少两个其他换流器单元。这些换流器单元之一或两者可以进而将控制信号转发到至少两个另外的换流器单元等。因此，类似于能量储存布置的储存单元，换流器布置的控制信号连接部可以允许换流器单元以网格布置，从而允许来自换流器布置控制器的控制信号有效地充斥换流器布置的换流器单元。

应当理解，支持系统可以包括附加换流器单元，其可以包括仅一个或仅两个控制信号连接部。因此，支持系统可以不限于其中每个换流器单元包括恰好三个控制信号连接部或多于三个控制信号连接部的换流器布置。而是，换流器布置可以进一步包括与恰好一个其他换流器单元(或节点)连接的一个或多个换流器单元(或节点)，或与恰好两个其他换流器单元连接的一个或多个换流器单元，以及与四个或更多个其他换流器单元连接的一个或多个换流器单元。因此，在一些示例中，支持系统的一个或若干个换流器单元可以包括四个或五个或更多个控制信号连接部。

根据实施例，支持系统可以包括被配置为控制主控制器和换流器布置控制器的协调控制器。协调控制器可以在结构上不同于主控制器和/或换流器布置控制器。在其他示例中，主控制器和/或换流器布置控制器的任务可以由协调控制器执行，并且主控制器和/或换流器布置控制器因此可以在结构上与协调控制器集成。

换流器布置可以例如包括模块化多电平链式换流器MMC布置或者2电平或3电平换流器布置。

如上所述的组合支持系统提供能量储存功能和STATCOM功能两者，有利地允许改进对支持系统与AC电力传输系统之间的功率流的控制。虽然STATCOM功能补偿无功功率，但能量储存功能允许对STATCOM与AC电力传输系统之间的有功功率流进行控制。因此，该相同支持系统允许从/向电网吸收和注入有功功率和无功功率。组合支持系统进一步允许对形成能量储存布置的部件和提供STATCOM功能的换流器布置进行改进的联合控制。

术语“控制单元”或“控制器”可以被理解为能够接收与本文所公开的能量储存布置和/或STATCOM布置的条件、状态或操作或部件有关的信息和/或输出用于控制这些部件的操作的指令的设备。控制单元可以在结构上集成在能量储存布置或STATCOM布置中，或者布置成物理上远离这些布置。

“AC电力传输系统”通常是指用于传输和/或分配电力的结构。在一些示例中，AC电力传输系统可以被称为电力传输网络、传输网络、电力网或电网。

注意，本发明的实施例和示例涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。进一步地，应当理解，针对能量储存布置描述的各种实施例可以与针对STATCOM布置描述的实施例相结合。

附图说明

现在将通过示例并且参考附图来描述本发明的构思，在附图中：

图1是图示出根据实施例的包括能量储存布置的支持系统的示意图；

图2是图示出根据实施例的包括能量储存布置和功率换流器的支持系统的示意图；

图3是图示出根据实施例的能量储存布置的储存单元的示意图；

图4a和图4b是图示出根据实施例的储存单元之间的通信耦接的示意图；

图5是图示出根据实施例的STATCOM布置的示意图；

图6是图示出根据实施例的STATCOM布置的换流器单元的示意图；以及

图7是图示出根据实施例的包括能量储存布置和STATCOM布置的支持系统的示意图。

所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出了阐明实施例所必需的部分，其中，可以省略或仅仅暗示其他部分。在整个说明书中，相似的附图标记指代相似的要素。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图对本发明的构思进行更全面的描述，在附图中，示出了当前优选的实施例。

现在将参考图1描述用于AC电力传输系统的支持系统100，该图中图示出了由主控制器120控制的能量储存布置110。能量储存布置110可以包括多个互连的能量储存单元112，该多个互连的能量储存单元可以被配置为通过从AC电力传输系统供应的电能来充电并且将储存的能量释放到AC电力传输系统(也称为电网)。功率换流器(如图2所示)可以布置在储存单元112与电网之间，以便在储存单元112与电网之间传输电力。能量储存布置110可以包括正极DC端子和负极DC端子，这些端子例如可以形成HVDC连接。

图2示出了支持系统100的示例，该支持系统可以以与图1中公开的支持系统类似的方式进行配置。图2是支持系统100的示意图，该支持系统包括上述讨论的能量储存单元110以及功率换流器130，比如电压源换流器(VSC)，该换流器采用晶体管(比如绝缘栅双极晶体管(IGBT))将DC换流为AC，反之亦然。因此，功率换流器130可以具有耦接到能量储存布置110的DC侧和耦接到AC电力传输系统的AC侧。功率换流器130的操作可以通过主控制器120来控制，因此该主控制器可以可操作地耦接到能量储存布置110和功率换流器130两者。

如图3所示，图1和图2所示的能量储存布置110的储存单元112可以包括一个或若干个能量储存单体115，该一个或若干个能量储存单体包括例如电池或电容器。能量储存单体115可以并联或串联连接以形成架，该架进而可以互连成串。应当理解，有若干种不同方式来互连和组织能量储存布置110内的能量储存单元112或能量储存单体115，并且储存控制器114可以被配置为控制能量储存单体115和/或单元112中的一个或若干个。

图3进一步图示出储存单元112内部的控制系统116。控制系统可以例如包括电池管理系统(BMS)116，该电池管理系统可以被提供用于管理储存单元112的一个或若干个单体115。进一步地，根据一些示例，BMS116可以被配置为管理两个或更多个能量储存单元112。在一些示例中，控制系统116可以是由多个互连的储存单体115形成的架所共用的。这样的控制系统116因此可以被称为架内部控制系统116。可以提供如BMS116等控制系统来保护单体115不在它们的安全操作区域之外操作、监测单体的状态并且平衡单体115的操作。在一些示例中，储存单元控制器114可以被配置为形成与内部控制系统(比如BMS116)的接口，并且经由该接口来控制比如系统。

储存单元112可以进一步包括可以通信地连接到储存单元控制器114的至少三个控制信号连接部113a、113b、113c。储存单元112可以被配置为经由至少三个控制信号连接部113a、113b、113c从至少三个储存实体接收控制信号。该至少三个储存实体中的每一个可以是主控制器120或者是相邻储存单元112的储存单元控制器114。这允许储存单元112经由控制信号连接部113a、113b、113c中的第一控制信号连接部接收控制信号，并经由控制信号连接部113a、113b、113c中的其余控制信号连接部将该控制信号中继到相邻储存单元112。控制信号连接部可以被配置为经由光通信信道进行通信，从而将能量储存布置110的相邻储存单元112互连并且进一步将能量储存布置110连接到主控制器120。

控制信号连接部113a、113b、113c可以是双向连接部，能够在两个方向上传输控制信号。控制信号可以传达与能量储存布置110的操作和监测有关的信息。控制信号中包括的信息的示例可以例如涉及供应到储存单元112或从储存单元112释放的电力的特性、储存单体的温度、跳闸命令等。储存单元112可以被配置为自主地中继接收到的控制信号，而无需额外的外部控制。进一步地，储存单元112可以被配置为在不完全解码控制信号的情况下检测包括在接收到的控制信号中的高优先级消息并转发该高优先级消息。

至少三个控制信号连接部113a、113b、113c允许储存单元112以网状拓扑通信地互连，从而允许使用路由技术或更优选地使用泛洪技术来中继控制信号，在路由技术的情况下，控制信号可以通过不同的路径来转发，这些路径可能取决于由储存实体形成的网络节点(比如储存单元112和主控制器120)的当前状态而变化；在泛洪技术的情况下，接收到的信号是通过除了该信号到达的控制信号连接部之外的每个控制信号连接部来发送的。

图4a和图4b是图示出根据一些实施例的能量储存布置110的多个储存单元112a-z(统称为112n)之间的通信耦接的示意图，这些储存单元可以以与参考任何先前附图描述的储存单元类似的方式进行配置。在图4a中，每个储存单元112n的两个控制信号连接部113a、113b中的两个被配置为以具有菊花链拓扑的阵列来串联连接储存单元112n。如图所示，阵列中的第一储存单元112a和最后一个储存单元112z可以连接到主控制器120和阵列中的相邻储存单元112n，而其余储存单元112n可以连接到阵列中的两个相邻储存单元。串联连接的阵列也可以称为骨干网络。

进一步地，储存单元112n中的一些可以包括第三控制信号连接部113c，该第三控制信号连接部被配置为走捷径绕过菊花链，并且因此允许将控制信号中继到非相邻储存单元112n。在图4a所示的示例中，储存单元112a包括第三控制信号连接部113c，该第三控制信号连接部提供到储存单元112c的快捷连接，使得控制信号可以直接中继到储存单元112c，而不需要经过菊花链中的中间储存单元112b。在储存单元112b处提供类似的第三控制信号连接部，从而将储存单元112b直接连接到非相邻储存单元112d。应当理解，储存单元112n不一定限于三个控制信号连接部113a、113b、113b。储存单元112n中的一些可以包括另外的控制信号连接部，比如针对储存单元112d所指示的第四控制信号连接部。

图4b示出了与图4a中类似的布置，不同之处在于储存单元112n没有以主干网络串联连接。相反，提供了网状拓扑，其中，第一储存单元112a(经由第一控制信号连接部113a)连接到主控制器120，并经由第二控制信号连接部113b和第三控制信号连接部113c连接到两个其他储存单元——即，第二储存单元112b和第三储存单元112c。进一步地，第二储存单元112b仅包括两个控制信号连接部，其将第二储存单元112b连接到第一储存单元112a和附加控制器122。附加控制器122可以被提供用于提高布置的冗余性，并且可以例如在热待机模式下操作，从而允许附加控制器122在主控制器120或主要控制器发生故障的情况下接管。因此，附加控制器122可以用作主控制器的后备。优选地，来自储存单元112n的数据在主控制器120与附加控制器122之间被实时镜像。

图5是图示出换流器布置的示意图，该换流器布置比如为模块化多电平换流器MMC布置210，该布置包括被配置为在功能上布置在能量储存布置110与AC电力传输系统之间以充当STATCOM的多个互连的换流器单元212。进一步地，可以提供MMC布置控制器220来控制MMC布置210的操作。与涉及能量储存布置110的上述实施例类似，换流器单元212中的至少一些可以包括：至少三个控制信号连接部213a、213b、213c，换流器单元212可以通过这些控制信号连接部从至少三个换流器实体接收控制信号；以及用于控制换流器单元212的操作的换流器单元控制器214。该至少三个换流器实体中的每一个可以是MMC布置控制器220或者是相邻换流器单元212的换流器单元控制器214。类似于储存单元112，换流器单元212可以被配置为将经由控制信号连接部213a、213b、213c中的第一控制信号连接部接收到的控制信号转发到经由控制信号连接部213a、213b、213c中的其余控制信号连接部连接的所有相邻换流器单元212。

MMC布置210可以包括：包含正极DC端子和负极DC端子的DC侧，其被配置为电气耦接到如上文参考图1至图4中的任一个所讨论的能量储存单元110的对应端子；以及AC侧，其被配置为电气耦接到AC电力传输系统。

MMC布置控制器220可以被配置为将MMC布置作为STATCOM操作，以此通过补偿到AC电力传输系统的连接点处的无功功率来改善瞬态稳定性。换流器单元212也可以被称为开关单体，它可以例如包括半桥结构或全桥结构，其中，有源受控部件可以是开关，例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)、绝缘门极换流晶闸管(IGCT)、门极可关断晶闸管(GTOS)等。

图6是图5的MMC布置210的换流器单元212的示意图，该换流器单元包括与换流器单元212的有源部件215(比如可控阀215)可操作地耦接的换流器单元控制器214。本示例的换流器212包括至少三个控制信号连接部213a、213b、213c，这些控制信号连接部可以连接到换流器单元控制器214，以向换流器单元控制器214提供用于操作阀215的指令。换流器单元212可以被配置为经由控制信号连接部113a、113b、113c中的第一控制信号连接部接收控制信号，并将控制信号中继到相邻储存单元112或MMC布置控制器220，如上面结合图5所概述的。

类似于能量储存布置210，至少一些换流器单元212的至少三个控制信号连接部213a、213b、213c允许使用路由技术或使用泛洪技术通过多个换流器单元212来中继控制信号，在路由技术的情况下，控制信号可以通过不同的路径来转发，这些路径可能取决于由换流器实体(比如换流器单元212和MMC布置控制器220)形成的网络节点的当前状态而变化；在泛洪技术的情况下，接收到的信号是通过除了该信号到达的控制信号连接部之外的每个控制信号连接部来发送的。可以应用与参考图4a和图4b讨论的类似的网络拓扑。

图7是概述根据实施例的支持系统100的简图，该支持系统包括由能量储存布置110供电的换流器布置210(也称为STATCOM)。换流器布置210和能量储存布置110可以以与上文结合先前附图讨论的任何实施例类似的方式进行配置。支持系统100可以进一步包括协调控制器20，该协调控制器可以被配置为控制STATCOM功能210和能量储存功能110两者的操作。在一些示例中，协调控制器20可以经由中间控制器(比如，如结合先前实施例描述的主控制器120和/或换流器布置控制器220)来执行控制。主控制器120和换流器布置控制器220可以通信地连接到协调控制器20，如本图中所指示的。可替代地，主控制器120和/或换流器布置控制器220可以被省略，使得协调地联合且直接地控制能量储存布置110和/或换流器布置210。本支持系统100可以将STATCOM功能和能量储存功能的优点相结合。因此，图7所指示的组合系统100可以作为由能量储存系统支持的STATCOM来操作，以允许协调控制器20控制支持系统100与AC电力传输系统之间的无功功率和有功功率两者的流动。

Claims (15)

1.一种用于交流AC电力传输系统的支持系统(100)，包括：

能量储存布置(110)，所述能量储存布置包括多个互连的储存单元(112)，其中，所述能量储存布置被配置为向所述AC电力传输系统输出电力并利用来自所述AC电力传输系统的电力对所述储存单元充电；以及

主控制器(120)，所述主控制器被配置为控制所述能量储存布置的操作；

其中，所述多个储存单元中的每个储存单元包括至少三个控制信号连接部(113a，113b，113c)和被配置为控制所述储存单元的操作的储存单元控制器(114)，其中，所述至少三个控制信号连接部连接至所述储存单元控制器；

其中，所述储存单元中的每一个储存单元被配置为经由所述控制信号连接部从至少三个储存实体接收控制信号；

其中，所述储存实体中的每一个储存实体是所述主控制器或者相邻储存单元的储存单元控制器；并且

其中，所述储存单元中的每一个储存单元被布置为将经由所述控制信号连接部中的第一控制信号连接部接收的控制信号转发到经由所述控制信号连接部中的其余控制信号连接部连接的所有相邻储存单元。

2.根据权利要求1所述的支持系统，其中，每个储存单元的所述至少三个控制信号连接部被配置为以网状拓扑连接所述储存单元。

3.根据权利要求1或2所述的支持系统，其中，每个储存单元的所述控制信号连接部中的第一控制信号连接部和第二控制信号连接部被配置为以菊花链连接所述储存单元，并且其中，所述控制信号连接部中的第三控制信号连接部被配置为走捷径绕过所述菊花链。

4.根据权利要求3所述的支持系统，其中，所述菊花链根据线性拓扑或环形拓扑来布置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的支持系统，其中，所述储存单元中的第一储存单元直接连接到所述主控制器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的支持系统，其中，所述控制信号连接部中的每一个控制信号连接部都是双向连接部。

7.根据前述权利要求中任一项所述的支持系统，其中，所述控制信号连接部中的每一个控制信号连接部被配置为经由光通信信道进行通信。

8.根据前述权利要求中任一项所述的支持系统，其中，每个储存单元被配置为在不完全解码所述控制信号的情况下检测包括在所述控制信号中的高优先级消息并转发所述高优先级消息。

9.根据前述权利要求中任一项所述的支持系统，其中，每个储存单元包括形成能量储存架的多个能量储存单体(115)。

10.根据权利要求9所述的支持系统，其中，所述储存单元控制器被配置为直接控制所述能量储存架的每个能量储存单体。

11.根据权利要求9所述的支持系统，其中，所述储存单元控制器被配置为与架内部控制系统(116)形成接口。

12.根据前述权利要求中任一项所述的支持系统，其中，所述架内部控制系统包括电池管理系统BMS(116)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的支持系统，其中，所述多个储存单元中的至少一个储存单元还包括被配置为由所述储存单元控制器控制的电压源换流器(130)。

14.根据权利要求1所述的支持系统，还包括：

换流器布置(210)，所述换流器布置包括被配置为在功能上布置在所述能量储存布置与所述AC电力传输系统之间以充当静态同步补偿器STATCOM的多个互连的换流器单元(212)；以及

换流器布置控制器(220)，所述换流器布置控制器被配置为控制所述换流器布置的操作；

其中，每个换流器单元包括至少三个控制信号连接部(213a，213b，213c)和被配置为控制所述换流器单元的操作的换流器单元控制器(214)；

其中，每个换流器单元被配置为经由所述控制信号连接部从至少三个换流器实体接收控制信号；

其中，所述换流器实体中的每一个换流器实体是所述换流器布置控制器或者相邻换流器单元的换流器单元控制器；并且

其中，每个换流器单元被布置为将经由所述控制信号连接部中的第一控制信号连接部接收的控制信号转发到经由所述控制信号连接部中的其余控制信号连接部连接的所有相邻换流器单元。

15.根据权利要求14所述的支持系统，还包括协调控制器(20)，所述协调控制器被配置为控制所述主控制器和所述换流器布置控制器。