2023具有新型协控系统的储能解决方案

大规模接入呈现趋势系统惯量减小大规模接入呈现趋势MWMW3000025000200001500010000500002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021传统电网

源侧 网侧 荷侧发电 输电 配电 用电电力调节与补偿新型电网电力调节与补偿火电调频火电调频缓解弃风弃光问题缓解弃风弃光问题系统阻尼系统阻尼

提高输电设施利用率电能质量调节微网黑启动调频调压调峰平抑备用电源提高输电设施利用率电能质量调节微网黑启动调频调压调峰平抑备用电源晃电调节削峰填谷削峰填谷备用电源平抑负荷波动EMSEMS控制层EMS（能源管理层）协调控制层储能变流器）BAT+BMS(电池系统）

IEC61850PMS协控层协调控制器IEC61850PMS协控层协调控制器主控备用测量信号...n. 3S#2PCS#1PCS#nBMS#3BMS #2BMS #1BMS快速网络PCS紧急控制策略的执行P/Q源有功功率和无功功率控制V/F源离网电压源控制电池管理系统储能系统EMS监视与控制

调度通信

功率控制

站控服务

视 控块 风组 态

有功功率AGC

无功功率AVC

操作与控制操作与控制/PCS无功遥调PCS有功遥调PCS无功遥调PCS有功遥调

BMS数据储能系统PMS无功功率控制储能系统PMS无功功率控制有功功率控制PCS遥控量PCSPCS遥控量

BMS遥信遥测量

电池组重要信息...BMSPCSBMSPCSBMSPCSBMSPCSBMSPCSBMSPCS图基于GOOSE网络协议的集中协调控制可适应不同电池组容量、PCS容量、设备数量的组合，实现MW至GW级的储能系统的灵活配置；运行可靠性高，外特性一致性好，控制指标优的储能系统；达到并优于已有的其它类型电站控制特性（如，抽水蓄能电站/SVG等）调频、调峰、调压；提高电网跨区域直流输电能力；区域电网的大容量黑启动电源CCU实时监测并网点的频率，当频率变化超出调频死区范围时，主动实施一次调频功能，CCU在储能电站可调容量允许的范围内实施调频，调频采用有功-频率下垂曲线控制1 −𝑓𝑃+ ×𝑃× ,𝑓＜𝑓0 𝛿% e 𝐿𝑃=

𝑃0，𝑓𝐿＜𝑓＜𝑓𝐻1 −𝑓𝑃+ ×𝑃× ,𝑓＞𝑓0 𝛿% e 𝐻CCU实时监测并网点的电压，当电压变化超出调压死区范围时，主动实施动态无功调压功能，CCU在储能电站并网点允许的电压范围内实施调压，调压采用无功-电压下垂曲线控制𝑄=ቐ

+𝐾(𝑈𝐿−𝑈),𝑄0，𝑈𝐿＜𝑈＜𝑈𝐻+𝐾(𝑈𝐻−𝑈), 系统需求 解决手段 •••••IEC61850A IEC61850A IEC61850AIEC61850BIEC61850An组IEC61850BCCU（备）CCU（用）IEC61850BESGUESGUESGUESGU

服务器

工作站

EMS主机A EMS主机B源 源 源

IEC61850+PCS+PCS+PCS+PCS+PCS+PCS+PCS+PCSIEC61850(GOOSE)61850+EtherCATEtherCATEtherCATEtherCATEtherCAT+EMS+PCS+BMSEMS+PMS+BMSIEC61850(MMS)ms基于IEC61850的协调控制/基于高速协同控制对比

快速性：相比 ，采用 通信，利用 高速特性，可以保证快速收到指令，保证有功无功的快速响应，可以提升系统响应的快速性；而传统的 通信不同无法快速获得同步指令，导致储能电站系统响应变慢；一致性：采用 通信，可以提升系统响应及动作的一致性，可以等时同步控制上千台 ，真正实现不同 间纳秒级抖动；用 通信，一次调频动作时候指令在不在变化，每台 收到的指令不一致，且通信节点数越多，通信周期越长；尤其组串式方案中，当 数量多到一定程度，储能电站的通信质量无法保证，影响系统的稳定性；且多 不同步在 应用时在强电网及弱电网中稳定裕度过低的问题得以改善。稳定性（安全性）：采用 通信，可以提升系统响应的定性（安全性）， 通信按周期进行数据发收，可保证据传输的准确性，而 通信采用标准的以太网芯片，指令无法保证同时到达，因而储能电站无法做到精准调节；可扩展性：超大功率，真正实现储能子阵（单元）的可扩展性，为远期规划及系统调整预留足够可剪裁性。综合：避免多台的动作不一致性造成的整站性能的下降，大大提升整站作为整体性；增强系统在紧急应用中的抗干扰的能力；基于IEC61850的协调控制/基于高速协同控制对比储能电站台 态功节

指令响应时间及一致性基于EtherCAT通信的某110MW储能电站认证结果一次调频动作响应时间85ms动态无功调压响应时间23ms源网荷事件响应时间66ms基于 的通信具有等时同步特性，可以保证多台 机组同时接收到协控指令，在同一个 网络中，同步误差时间小于 ，而 属于非同步通信，当 数量较多时，不同 机组接收到协控指令具有随机性，不同 之间的误差 。因此，采用基于 通信的储能电站， 机组的响应时间更快，同步误差更小，系统稳定性更高基于EtherCAT通信的某110MW储能电站认证结果一次调频动作响应时间85ms动态无功调压响应时间23ms源网荷事件响应时间66mst/msUt/msMax(tan-ta1)＞3msQ/Qn0.9Max(tan-ta1)＜1us基于EtherCAT通信电压异常

PCS开始响应指令下发

PCS出力达到90%

储能电站PCS输出响应多项专利技术通过标准多项专利技术通过标准功能全面多样，方位满足需求采用 拓扑，提高输出功率和利用效率最高效率，单机功率最大标准要求充放电转换时间硬件结构：防护等级 ，最大工作海拔 ，允许环境温度：～ ，环境；采用风水冷散热系统，散热效果更佳，更高的额定功率更宽的运行温度范围， 不降额集成度高，体积小，节省空间，便于集成。较友商有更的功率密度（ 提升）功能特色通讯链路时间段、选择多样集成 、 、 、 、 等信端口，支持 双网、环网、光纤通信、源网荷储快速响应具备 、 、 、黑启动等功能具备共模抑制绝缘测、漏电保护功能1 2 3 4VSG 51234VSG5向转移，空风水冷却方案的优

在并机和单机应用中增大了共模回路的阻抗，显著减小对电池系统的共模干扰；采用优化的共模抑制调制策略有效减小 对外的共模电压

PCS具备VSG

点：热容量大热量的定向转移

并网隔离变压器（系统或系统变压器中点不接地）也可阻止共模路径；

测；

Risop RstpVpRisop RstpVpPPESWPNVnRisonSWNRstn

PCS

汇川PCS具备(1)(3)功能PCSVF源转为PQ源• 热、高防护需求等瓶颈问题•

被动式绝缘检测示意图

高速协同控制-PCS关键特性图 台 同时黑启动波形 图 台 电压源形式并联 图 台 同时黑启动波形图 台 电压源形式并联载波级主从通信 毫秒级主从通信 高速协同控制-PCS关键特性PCS在谐波治理中的应用某客户端、我司IES1000台区储能应用在用户侧、产品软件中引用该算法会极大改善用户端电能质量；有智能谐波抑制算法无智能谐波抑制算法无智能谐波抑制算法作为协控的关键部件，是 和储能机组的连接桥梁、过 接口向上连接 ，通过 实时总线向下连接进行实时功率控制，通过 干接点等方式采集、存储包括但不限于：电池信息，配电开关状态，综保信息，压器、消防等动环信息、其他仪表信息等数据，一总线上传。采集汇聚组内所有 数据，根据相关转换依据合并为台 模型，以单 状态量上传储能机组状态至 。接收总调度，同时根据采集到的、信息，实时分配每个的有功和无功调节量，再将每个的调节量同时下发给各。EMSEMS检测结果一次调频动作响应时间6.351ms检测结果一次调频动作响应时间6.351ms动态无功调压响应时间4.751ms调节指令执行响应时间7.751ms通讯周期1ms同步偏差时间15ns PCS设备数据集中采集和监控；硬件平台基于x86处理器，具有高性能的运算能力；两路EtherCAT通信每路最多128从站)；配置多个LAN网接口，支持EtherNet/IP、OPC/UA，ModbusTCP等多种通信协议方便组成不同实时性的通讯网络；配置了2个独立的通信接口，1个为RS485，另1个为RS232，均内置有ModbusRTU