CN203398797U - 一种双模式储能装置的多机并联控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双模式储能装置的多机并联控制系统，该控制系统包括站级监控机和至少两台储能装置，每个储能装置均包括控制器、变压器和电池管理单元，控制器与电池管理单元通讯连接，变压器用于通过交流母线连接电网，其中一台储能装置的控制器为所述站级监控机选定的主控制器，其余的为从控制器，所述主控制器和各从控制器均通过以太网接口与站级监控机通讯连接，所述主控制器通过协调控制总线、启动停机信号接口和光同步信号接口与各从控制器连接，所述主控制器连接有负载功率采样回路。解决现有储能装置的多机并联工作过程不可靠的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双模式储能装置的多机并联控制系统。
背景技术
大规模储能技术属于科技前沿技术，目前只有日本、美国等少数发达国家开展本项技术研究，并取得了一定研究成果，但是多项技术瓶颈尚未得到突破，储能行业也未达到产业化发展阶段。国内有部分高校、科研院所及设备厂商也开始进行大规模储能技术的相关研究，目前大规模储能系统中的大功率储能装置双向变流器研制技术、控制保护技术等关键技术研究尚不成熟，主要存在以下几个突出问题：
1）双模式储能装置多机并联并网运行时，由于每组装置所带储能电池组的SOC、电池组电压等指标的差异，其控制系统需根据装置所带电池组的工作状态的差异，自适应的完成控制系统对多机并联储能装置的功率分配；
2）双模式储能装置多机并联离网运行时，在大功率负载投切时不能实现良好的均流运行；
3）由于储能装置所带的电池组BMS信息量大，造成储能装置应对系统遥调的响应时间长，因此储能装置目前的通信组网方式不能完全满足储能系统的要求。
目前储能装置多机并联并网运行时，其控制系统还不能根据装置所带电池组的工作状态的差异，自适应的完成控制系统对多机并联储能装置的功率分配，且在离网运行时，所有储能装置不能同时离网运行，只能其中一台储能装置做离网运行，其他储能装置以并网模式运行，因此抗负载扰动能力差，而且无法实现所带电池组的均流功能。
双模式储能装置是一种同时支持并网、离网运行的储能装置；多机并联是指多台储能变流器按一种约束条件同时运行。
申请号为201210074223.3的一篇名称为《一种并联充放电功率转换系统》，公开了一种并联充放电功率转换系统，包括上位机、集中控制单元和N个子系统，各子系统均包括隔离变压器、双向交直流变流器、双向直流变流器、电池组和控制器，上位机通过通讯电缆与集中控制单元连接，集中控制单元通过通讯网络和光纤分别与各子系统的控制器通讯。该功率转换系统可以实现多子系统并网运行、并联离网运行及这两种工况间的无缝切换，该系统适用于采用大容量电池组的储能系统，可以通过向各子系统发布同步信号，控制各子系统同时并网、离网，且能自适应地完成各子系统的功率分配，但是该功率转换系统工作时，一旦集中控制单元发生故障，该功率转换系统将无法正常工作，工作过程不可靠。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双模式储能装置的多机并联控制系统，用以解决现有储能装置的多机并联工作过程不可靠的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种双模式储能装置的多机并联控制系统，包括站级监控机和至少两台储能装置，每个储能装置均包括控制器、变压器和电池管理单元，控制器与电池管理单元通讯连接，变压器用于通过交流母线连接电网，其中一台储能装置的控制器为所述站级监控机选定的主控制器，其余的为从控制器，所述主控制器和各从控制器均通过以太网接口与站级监控机通讯连接，所述主控制器通过协调控制总线、启动停机信号接口和光同步信号接口与各从控制器连接，所述主控制器连接有负载功率采样回路。
各所述从控制器均连接有负载功率采样回路，所述负载功率采样回路只在所述从控制器被站级监控机选为主控制器时有效。
所述主控制器和从控制器与站级监控机通讯连接的以太网接口为IEC61850通信协议。
本实用新型达到的有益效果：本实用新型的储能装置采用主从控制方式，主控制器只有一台，由站级监控机选定，主控制器和各从控制器通过协调控制总线、光同步信号接口和启动停机信号接口连接，系统运行过程中，若主控制器发生故障，则站级监控机可以重新选定一台控制器作为主控制器，不会因为一台主控制器故障而影响整个系统的工作，提高了系统工作的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型多机并联控制系统包括1#储能装置、2#储能装置、……、N#储能装置和站级监控机，各储能装置结构相同，均包括隔离变压器、变流器、电池组、电池组BMS和控制器，各储能装置中的隔离变压器连接在交流母线上，交流母线通过并网开关连接至电网，各储能装置中的控制器均设有光同步信号接口、启动停机信号接口、与电池组BMS通讯连接的通信接口、与站级监控机通讯连接的通信接口和负载功率采样回路，站级监控机从各储能装置的控制器中，选定一个作为主控制器，其余的为从控制器，主控制器通过协调控制总线与各从控制器通讯连接，当设定的主控制器发生故障时，从其余的控制器中重新设定一个控制器作为主控制器。
光同步信号接口用于在系统离网运行时，由主控制器向各从控制器输出同步信号，启动停机信号接口主要用于在系统离网运行时，完成主控制器对各从控制器的启动、停机、复位控制，负载功率采样回路在设定储能装置的控制器为主控制器时有效，用于在系统离网运行时，采集总负荷的电压及电流信号，并作为多机并联运行时均流控制的输入。
储能装置与站级监控机通信接口采用以太网IEC61850通信协议，主要完成储能装置与站级监控机的四遥功能，当设定储能装置的控制器为主控制器时，站级监控系统下发的遥控遥调命令对该储能装置有效；当设定储能装置的控制器为从控制器时，站级监控系统下发的遥控遥调命令对该储能装置无效。
各储能装置的控制器与电池组BMS通信接口传输电池组信息，再通过储能装置与站级监控机通信接口上传至站级监控机。
各储能装置的控制器间的协调控制总线主要传输负载总有功、无功功率，以及各个储能装置输出的有功、无功功率和运行状态参数。
该多机并联控制系统的具体工作原理如下：
（1）当设定储能装置的控制器为主控制器，且系统在并网运行时，负载功率采样回路和光同步信号接口无效。
（2）当设定储能装置的控制器为主控制器，且系统在离网运行时，负载功率采样回路采集总负荷的电压及电流信号，并作为多机并联运行时均流控制的输入，并当主控制器接收到站级监控机下发的命令后，主控制器通过光同步信号接口向各从控制器输出同步信号，并根据站级监控机的命令相应地控制各从控制器同步工作：a.当主控制器接收到站级监控机下发的启动信号后，主控制器通过启动停机信号接口给从控制器发送高电平（有光）进行多机并联启动逻辑控制；b.当主控制器接收到系统下发停机信号后，主控制器通过启动停机信号接口给从控制器发送低电平（无光）进行多机并联停机逻辑控制；c.当主控制器接收到系统下发复位信号后，主控制器通过启动停机信号接口给从控制器发送5MHz脉冲信号进行多机并联复位逻辑控制。当其中一台变流器故障后，如果启动停机信号接口一直为高电平状态，则故障变流器经过逻辑判断后再次投入运行。
（3）当设定储能装置的控制器为从控制器时，负载功率采样回路无效，各从控制器的光同步信号接口用于接收主控制器下发的同步信号脉冲；启动停机信号接口用于接收主控制器下发的启动、停机、复位命令。
（4）多台储能装置并联并网运行时，若设定的储能装置主控制器接收到站级监控机下发的有功功率指令后，主控制器通过判断各从控制器运行状态、各储能装置的电池组SOC状态，主控制器按各储能装置电池组的SOC比例分配有功功率给各从控制器，当其中某一台从控制器故障或处于停机、待机状态时，该从控制器不参与功率分配。
Claims (3)
1.一种双模式储能装置的多机并联控制系统，包括站级监控机和至少两台储能装置，每个储能装置均包括控制器、变压器和电池管理单元，控制器与电池管理单元通讯连接，变压器用于通过交流母线连接电网，其特征在于，其中一台储能装置的控制器为所述站级监控机选定的主控制器，其余的为从控制器，所述主控制器和各从控制器均通过以太网接口与站级监控机通讯连接，所述主控制器通过协调控制总线、启动停机信号接口和光同步信号接口与各从控制器连接，所述主控制器连接有负载功率采样回路。
2.根据权利要求1所述的双模式储能装置的多机并联控制系统，其特征在于，各所述从控制器均连接有负载功率采样回路，所述负载功率采样回路只在所述从控制器被站级监控机选为主控制器时有效。
3.根据权利要求1所述的双模式储能装置的多机并联控制系统，其特征在于，所述主控制器和从控制器与站级监控机通讯连接的以太网接口为IEC61850通信协议。
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