光储联合运行及控制策略研究论坛讲座课件

光储联合运行及控制策略研究光储联合运行及控制策略研究1目 录支撑平台关键技术1 项目简介32光储能量管理系统4目 录支撑平台关键技术1 项目简介32光储能量管理系统42项目简介项目简介3青海黄河上游水电开发有限责任公司共和试验测试基地20MW储能示范项目，

位于青海省海南州生态太阳能发电园区内。项目配置一套分散式储能系统和一套集中式储能系统，光伏容量共计19.888MWp，储能系统蓄电池可用容量为11.472

MWh，配置容量为14.662MWh。工程概况项目简介青海黄河上游水电开发有限责任公司共和试验测试基地20MW储能4分散式储能配置16个光伏储能子方阵，光伏容量为17.774MWp，配套16个储能单元，可用容量为6.472MWh、配置容量为8.267MWh；户外集装箱安装方式，分散布置在各子方阵内，储能设备与光伏发电设备共用子方阵升压变压器，经升压至35kV后接入330kV开关站。储能系统的充电电源为子方阵侧光伏发电。工程概况项目简介分散式储能工程概况项目简介5集中式储能配置储能单元5套，可用容量为5MWh、配置容量为6.395MWh；户外集装箱安装方式，集中布置在330kV升压站。储能单元配置升压变压器，经升压至35kV侧后接入330kV开关站。集中式储能系统的充电电源为330kV黄河共和升压站已接入光伏电站发电。工程概况项目简介集中式储能工程概况项目简介6储能电池特性电池储能系统响应速度快（

m

s级）

，

容量大（

M

W

级）

，

可在电力系统发生故障或受到扰动时迅速吸收/

发出功率，

较小和消除扰动对电网的冲击，

提高电网的动态稳定性；

消除电力系统的低频振荡，

抑制同步振荡和谐振，

提高系统运行可靠性。光伏特性光伏具有随机性、

间歇性和周期性，

易受天气等环境因素影响产生出力的波动，

对电网造成冲击，

影响电网的安全稳定运行。系统特性“

光伏＋

储能”

联合运行，

不仅可以让光伏电站在外界环境变化的情况下，

通过储能装置平抑光伏电站的出力波动， 以减小光伏发电系统对电网的冲击，

而且还可解决诸如电压波动、电压跌落和瞬寸供电中断等动态电能质量问题，

达到有效改善光伏发电供电质量的目的。联合运行特性互补经济高效建设目的项目简介储能电池特性电池储能系统响应速度快（ms级），容7支撑平台支撑平台8新能源难题支撑平台信息化程度提升电站数量增多新能源数据量大新能源难题支撑平台信息化程度提升电站数量增多9新能源一体化管控平台支撑平台3数字化4智能化1信息化2网络化传感技术、计算机技术、通信技术互联网技术、云技术、移动技术大数据分析、挖掘，辅助决策技术新能源一体化管控平台支撑平台3数字化4智能化1信息化2网络化10总体构架支撑平台总体构架支撑平台11软件结构支撑平台新能源一体化管控平台总体结构新能源集控中心可以对风电场、光伏电站和储能站等运行设备进行实时监控、联合运行及调度管理，最大程度地实现资源优化和能源效益化。新能源一体化管控平台在统一的模型规范以及服务应用框架的基础之上，通过设计规范的交互协议，实现标准的第三方通信数据交互接口，保证后续业务的可扩展性。软件结构支撑平台新能源一体化管控平台总12平台特点支撑平台集中维护弹性系统配置备份/容灾快速部署跨平台应用平台特点支撑平台集中维护弹性系统配置备份/容灾快速部署跨13关键技术关键技术14虚拟化关键技术虚拟化前虚拟化后软件必须与硬件相结合每台机器上只有单一的操作系统镜像每个操作系统只有一个应用程序负载每台机器上有多个负载软件相对于硬件独立通过虚拟化技术可将底层的软硬件包括服务器、储存、网络设备、操作系统和应用软件等建立起一个共享的运作环境虚拟化关键技术虚拟化前虚拟化后软件必须与硬件相结合每台机器上15数据审核和清理关键技术参照GB19964-2012光伏电站接入电力系统技术规范、GB∕T

33592-2017

分布式电源并网运行控制规范、GBT

36558-2018电力系统电化学储能系统通用技术条件等规范对采集的电站运行数据、资源数据进行质量审核和清洗，保证数据分析的可靠性和可持续性。数据审核和清理关键技术参照GB19964-2012光伏电站接16关键技术 分布式实时数据库实时数据处理采用C/S,B/S混合分布式结构，系统维护的便利性高，修改影响范围可以控制在分区内部，通过实时内存库的分布式部署，解决了集控系统海量实时数据应用所带来的服务器处理能力、存储要求增高、网络延时增大、维护风险和压力加大等迫切问题。关键技术 分布式实时数据库实时数据处理采用C/S,B/S混17时序数据库历史数据库引入数据吞吐性量更大、压缩比更高的时序性数据库，通过数据镜像将数据传输到III区关系性数据库，将数据高级分析等功能部署与III区，采用WEB浏览方式，提高服务效率。针对操作员工作站、历史数据服务器等人机交互和数据处理的服务器，采用轻量化计算机监控系统配置，仅保留核心的数据记录、展示、报警、操作等功能，将数据分析，报表查询等功能剥离到专用的报表服务器或者数据处理服务器中，提高人机接口的反应速度。比较项目关系数据库时序数据库说明表结构完整简化时序数据库不能处理复杂的表关系，但在特定行业的应用中，比如工控监控软件中，不需要复杂的表关系每秒读写速度3000500000内存实时数据库比关系数据库快10倍左右历史数据压缩无有时序数据库比关系数据库的压缩率能达到20~40倍4G空间能存贮30万个测点的每秒变化一次的历史数据（不带索引）5小时存储量8.5天存储量在4G内存的情况下，在单服务器处理30万点的情况下，关系数据库只能存贮5小时以内的历史数据，在带索引时，只能保存3小时以内的历史数据。128G空间能存贮30万个测点的每秒变化一次的历史数据（不带索引）7天存储量269天存储量关键技术时序数据库历史数据库引入数据吞吐性量更大、压缩比更高的时序18智能报警智能组态设备库模型组态、设备状态逻辑组态、设备关系逻辑组态、流程监视逻辑组态、趋势分析逻辑组态、自定义逻辑组态智能报警设备状态趋势分析预测报警、设备操作流程过程及结果分析报警、关联设备相关状态和过程报警、自定义综合报警。智能显示报警人员和显示方式组态、预警信息推送、确认响应功能、地理信息交互。关键技术智能报警智能组态关键技术19光储能量管理系统光储能量管理系统20系统结构光储能量管理系统系统结构光储能量管理系统21工作数据流调度层数据流厂站层数据流现地层数据流光储能量管理系统工作数据流调度层数据流光储能量管理系统22控制方式EMS控制方式有调度、集控和站控三种控制方式。控制权限站控为最高，调度控制权限最低。三种控制方式相互闭锁。调度控制时，EMS系统可接受来自电力调度机构下发的总功率调节指令，EMS系统将根据调节指令对整个系统的出力进行调节，并满足相关调节精度或速度的要求。集控控制时，EMS系统可接受来自新能源集控中心下发的功率调节指令对整个系统的出力进行调节。电站控制时，EMS系统仅接受本地控制室操作员手动设置的功率调节指令。光储能量管理系统控制方式EMS控制方式有调度、集控和站控三种控制方式。光储能23运行模式EMS系统设置曲线/定值模式，曲线与定值相互闭锁。曲线模式是指EMS系统总功率调节设值来源于调度/集控下发的功率日计划曲线；定值模式是指EMS系统总功率调节设值来源于调度/集控下发的遥调值，或本地操作员的设定值。光储能量管理系统运行模式EMS系统设置曲线/定值模式，曲线与定值相互闭锁。24软件功能约束条件SOCMAX≤SOC≤

SOCMINPCS功率MIN

≤

PCS功率≤

PCS功率MAXPV功率MIN

≤PV功率

≤PV功率PV功率+

PCS功率

≤

主变额定容量功率平衡∑P光伏

+

∑P电池

=

P设定光储能量管理系统软件功能约束条件SOCMAX≤SOC≤SOCMIN功25控制策略光储能量管理系统控制策略光储能量管理系统26保护策略序号保护类别保护触发源保护策略1功率调节保护功率采样非法过调/欠调非法功率占比>10%，全站EMS退出控制EMS自动补偿功率差额2电池容量保护充满/接近充满放空/接近放空充电功率自动切换至其他可用电池放电功率自动切换至其他可用电池3电气事故保护主变电气事故信号主变保护动作信号全站EMS控制自动退出4通信故障保护与调度/集控通信故障与PCS通信故障控制权自动切为站控，切换无扰动PCS退出自动控制5PCS故障保护PCS保护信号动作PCS故障信号动作控制权自动切为站控，切换无扰动PCS退出自动控制6BMS故障保护温度极限告警电压极限告警PCS退出自动控制光储能量管理系统保护策略序号保护类别保护触发源保护策略1功率调节保护功率采样27实时监视光储能量管理系统实时监视光储能量管理系统28控制界面光储能量管理系统控制界面光储能量管理系统29亟待改进通信可靠性调节速率EMS系统与各储能发电单元、光伏发电单元的数据交互均采用通信方式，通信规约有IEC104、IEC103、MODBUS

TCP等，通信的可靠性尚须进一步提高。从现场实际的有功功率调控情况来看，PCS变流器调节速率，充放电转换等时间基本为毫秒级，光伏发电调节速率为秒级，应该与组串式光伏逆变器AGC调控策略有关。电池可控性从现场实际的有功功率调控情况来看，储能电池可控功率受电池内部电流等限制因素，不能充分释放可用功率。光伏MPPT光伏最大发电功率受云层

风速

温度等影响较大，光伏预测精度相对于实时控制系统颗粒度较大，光储实时调控精度存在一定的不可预知性。光储能量管理系统亟待改进通信可靠性调节速率EMS系统与各储能发电单元、光伏发30综合效益直接效益可很好的解决“弃光限电”问题。可提高光储响应能力，延长电池使用寿命。提高运行维护效率，实现减员增效。间接效益提高网源协调控制能力，为智能电网建设提供坚强支撑。改善光伏发电质量，减小光伏发电对电网的冲击。提升自动化水平，提高运行的安全性和可靠性。社会效益光储联合运营模式的推广应用，可进一步提高光伏发电规模，积极培育的光伏储能应用市场，并带动相关制造业的快速发展。光储能量管理系统综合效益直接效益可很好的解决“弃光限电”问题。间接效益提31谢

谢谢谢32光储联合运行及控制策略研究光储联合运行及控制策略研究33目 录支撑平台关键技术1 项目简介32光储能量管理系统4目 录支撑平台关键技术1 项目简介32光储能量管理系统434项目简介项目简介35青海黄河上游水电开发有限责任公司共和试验测试基地20MW储能示范项目，

位于青海省海南州生态太阳能发电园区内。项目配置一套分散式储能系统和一套集中式储能系统，光伏容量共计19.888MWp，储能系统蓄电池可用容量为11.472

MWh，配置容量为14.662MWh。工程概况项目简介青海黄河上游水电开发有限责任公司共和试验测试基地20MW储能36分散式储能配置16个光伏储能子方阵，光伏容量为17.774MWp，配套16个储能单元，可用容量为6.472MWh、配置容量为8.267MWh；户外集装箱安装方式，分散布置在各子方阵内，储能设备与光伏发电设备共用子方阵升压变压器，经升压至35kV后接入330kV开关站。储能系统的充电电源为子方阵侧光伏发电。工程概况项目简介分散式储能工程概况项目简介37集中式储能配置储能单元5套，可用容量为5MWh、配置容量为6.395MWh；户外集装箱安装方式，集中布置在330kV升压站。储能单元配置升压变压器，经升压至35kV侧后接入330kV开关站。集中式储能系统的充电电源为330kV黄河共和升压站已接入光伏电站发电。工程概况项目简介集中式储能工程概况项目简介38储能电池特性电池储能系统响应速度快（

m

s级）

，

容量大（

M

W

级）

，

可在电力系统发生故障或受到扰动时迅速吸收/

发出功率，

较小和消除扰动对电网的冲击，

提高电网的动态稳定性；

消除电力系统的低频振荡，

抑制同步振荡和谐振，

提高系统运行可靠性。光伏特性光伏具有随机性、

间歇性和周期性，

易受天气等环境因素影响产生出力的波动，

对电网造成冲击，

影响电网的安全稳定运行。系统特性“

光伏＋

储能”

联合运行，

不仅可以让光伏电站在外界环境变化的情况下，

通过储能装置平抑光伏电站的出力波动， 以减小光伏发电系统对电网的冲击，

而且还可解决诸如电压波动、电压跌落和瞬寸供电中断等动态电能质量问题，

达到有效改善光伏发电供电质量的目的。联合运行特性互补经济高效建设目的项目简介储能电池特性电池储能系统响应速度快（ms级），容39支撑平台支撑平台40新能源难题支撑平台信息化程度提升电站数量增多新能源数据量大新能源难题支撑平台信息化程度提升电站数量增多41新能源一体化管控平台支撑平台3数字化4智能化1信息化2网络化传感技术、计算机技术、通信技术互联网技术、云技术、移动技术大数据分析、挖掘，辅助决策技术新能源一体化管控平台支撑平台3数字化4智能化1信息化2网络化42总体构架支撑平台总体构架支撑平台43软件结构支撑平台新能源一体化管控平台总体结构新能源集控中心可以对风电场、光伏电站和储能站等运行设备进行实时监控、联合运行及调度管理，最大程度地实现资源优化和能源效益化。新能源一体化管控平台在统一的模型规范以及服务应用框架的基础之上，通过设计规范的交互协议，实现标准的第三方通信数据交互接口，保证后续业务的可扩展性。软件结构支撑平台新能源一体化管控平台总44平台特点支撑平台集中维护弹性系统配置备份/容灾快速部署跨平台应用平台特点支撑平台集中维护弹性系统配置备份/容灾快速部署跨45关键技术关键技术46虚拟化关键技术虚拟化前虚拟化后软件必须与硬件相结合每台机器上只有单一的操作系统镜像每个操作系统只有一个应用程序负载每台机器上有多个负载软件相对于硬件独立通过虚拟化技术可将底层的软硬件包括服务器、储存、网络设备、操作系统和应用软件等建立起一个共享的运作环境虚拟化关键技术虚拟化前虚拟化后软件必须与硬件相结合每台机器上47数据审核和清理关键技术参照GB19964-2012光伏电站接入电力系统技术规范、GB∕T

33592-2017

分布式电源并网运行控制规范、GBT

36558-2018电力系统电化学储能系统通用技术条件等规范对采集的电站运行数据、资源数据进行质量审核和清洗，保证数据分析的可靠性和可持续性。数据审核和清理关键技术参照GB19964-2012光伏电站接48关键技术 分布式实时数据库实时数据处理采用C/S,B/S混合分布式结构，系统维护的便利性高，修改影响范围可以控制在分区内部，通过实时内存库的分布式部署，解决了集控系统海量实时数据应用所带来的服务器处理能力、存储要求增高、网络延时增大、维护风险和压力加大等迫切问题。关键技术 分布式实时数据库实时数据处理采用C/S,B/S混49时序数据库历史数据库引入数据吞吐性量更大、压缩比更高的时序性数据库，通过数据镜像将数据传输到III区关系性数据库，将数据高级分析等功能部署与III区，采用WEB浏览方式，提高服务效率。针对操作员工作站、历史数据服务器等人机交互和数据处理的服务器，采用轻量化计算机监控系统配置，仅保留核心的数据记录、展示、报警、操作等功能，将数据分析，报表查询等功能剥离到专用的报表服务器或者数据处理服务器中，提高人机接口的反应速度。比较项目关系数据库时序数据库说明表结构完整简化时序数据库不能处理复杂的表关系，但在特定行业的应用中，比如工控监控软件中，不需要复杂的表关系每秒读写速度3000500000内存实时数据库比关系数据库快10倍左右历史数据压缩无有时序数据库比关系数据库的压缩率能达到20~40倍4G空间能存贮30万个测点的每秒变化一次的历史数据（不带索引）5小时存储量8.5天存储量在4G内存的情况下，在单服务器处理30万点的情况下，关系数据库只能存贮5小时以内的历史数据，在带索引时，只能保存3小时以内的历史数据。128G空间能存贮30万个测点的每秒变化一次的历史数据（不带索引）7天存储量269天存储量关键技术时序数据库历史数据库引入数据吞吐性量更大、压缩比更高的时序50智能报警智能组态设备库模型组态、设备状态逻辑组态、设备关系逻辑组态、流程监视逻辑组态、趋势分析逻辑组态、自定义逻辑组态智能报警设备状态趋势分析预测报警、设备操作流程过程及结果分析报警、关联设备相关状态和过程报警、自定义综合报警。智能显示报警人员和显示方式组态、预警信息推送、确认响应功能、地理信息交互。关键技术智能报警智能组态关键技术51光储能量管理系统光储能量管理系统52系统结构光储能量管理系统系统结构光储能量管理系统53工作数据流调度层数据流厂站层数据流现地层数据流光储能量管理系统工作数据流调度层数据流光储能量管理系统54控制方式EMS控制方式有调度、集控和站控三种控制方式。控制权限站控为最高，调度控制权限最低。三种控制方式相互闭锁。调度控制时，EMS系统可接受来自电力调度机构下发的总功率调节指令，EMS系统将根据调节指令对整个系统的出力进行调节，并满足相关调节精度或速度的要求。集控控制时，EMS系统可接受来自新能源集控中心下发的功率调节指令对整个系统的出力进行调节。电站控制时，EMS系统仅接受本地控制室操作员手动设置的功率调节指令。光储能量管理系统控制方式EMS控制方式有调度、集控和站控三种控制方式。光储能55运行模式EMS系统设置曲线/定值模式，曲线与定值相互闭锁。曲线模式是指EMS系统总功率调节设值来源于调度/集控下发的功率日计划曲线；定值模式是指EMS系统总功率调节设值来源于调度/集控下发的遥调值，或本地操作员的设定值。光储能量管理系统运行模式EMS系统设置曲线/定值模式，曲线与定值相互闭锁。56软件功能约束条件SOCMAX≤SOC≤

SOCMINPCS功率MIN

≤

PCS功率≤

PCS功率MAXPV功率MIN

≤PV功率

≤PV功率PV功率+

PCS功率

≤

主变额定容量功率平衡∑P光伏

+

∑P电池

=

P设定光储能量管理系统软件功能约束条件SOCMAX≤SOC≤SOCMIN功57控制策略光储能量管理系统控制策略光储能量管理系统58保护策略序号保护类别保护触发源保护策略1功率调节保护功率采样非法过调/欠调非法功率占比>10%，全站EMS退出控制EMS自动补偿功率差额2电池容量保护充满/接近充满放