一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)包括，儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能電站運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并將儲能電站實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺；遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺對儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和分析；能量管理子系統(tǒng)依據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果，制定儲能電站的控制策略；儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)依據(jù)能量管理子系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令，對儲能電站進行出力調整。和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用能量管理子系統(tǒng)-遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺-儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)的分級監(jiān)控，集中統(tǒng)一管理模式，確保儲能電站處于高效的工作狀態(tài)，有效地延長電力設備的使用壽命，同時使得日常監(jiān)控和維護的工作更加簡便。
【專利說明】一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近些年來，以風能、太陽能為代表的可再生能源發(fā)電技術在全球得到迅猛發(fā)展。然而隨著應用范圍不斷擴大，可再生能源發(fā)電的隨機性、波動性問題逐漸凸顯，嚴重影響了可再生能源發(fā)電技術的大規(guī)模應用。同時，隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，電力需求迅速增長，安全性和多樣化的要求越來越高，這些給電網(wǎng)經(jīng)濟安全運行提出了很高的要求。
[0003]儲能技術的研究和發(fā)展一直受到各國能源、交通、電力、電訊等部門的重視，特別是儲能技術在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機性、波動性問題，可以實現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出，能有效調節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的波動，使大規(guī)模風電及太陽能發(fā)電方便、可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)，提高其經(jīng)濟效益。在各類儲能存儲技術中，大容量電池儲能技術是今后重點發(fā)展的方向。
[0004]發(fā)展大規(guī)模儲能技術，需要突破儲能系統(tǒng)監(jiān)控關鍵技術。儲能監(jiān)控是整個儲能系統(tǒng)的高級控制中樞，負責監(jiān)控整個儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保證儲能系統(tǒng)處于最優(yōu)的工作狀態(tài)。儲能監(jiān)控是聯(lián)結電網(wǎng)調度和儲能系統(tǒng)的橋梁，起到上傳下達的作用:一方面接收電網(wǎng)調度指令，根據(jù)當前系統(tǒng)運行情況與外界應用請求制定相應的運行控制策略，針對電站內不同儲能電池的充放電特性，采用合理的能量管理優(yōu)化技術分解電網(wǎng)調度指令至各個儲能系統(tǒng)，使儲能電池充放電性能得到最大利用，充分發(fā)揮儲能電站低碳、經(jīng)濟的優(yōu)勢。另一方面，儲能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視整個儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)，分析運行數(shù)據(jù)，確保儲能系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)，同時按電網(wǎng)調度要求將儲能電站主要實時運行信息上送至電網(wǎng)調度處，以供電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行參考用。
[0005]目前已經(jīng)投入運行的儲能電站，其裝機容量從幾十千瓦到幾兆瓦不等，所配套的儲能監(jiān)控系統(tǒng)多數(shù)只能針對站內設備進行實時監(jiān)控，按外部功率指令調整設備出力。由于目前儲能電站容量較小，并網(wǎng)電壓等級較低，且多為單電站操作，參與電力系統(tǒng)調度活動能力有限，并未充分發(fā)揮其低碳經(jīng)濟的優(yōu)勢。因此提供一種適用地理位置分散，電氣結構各異，儲能技術多元，實時監(jiān)控所有儲能電站的設備運行情況，統(tǒng)計運行數(shù)據(jù)，評估運行狀態(tài)的儲能電站的聯(lián)合系統(tǒng)遠程監(jiān)控方法顯得尤為重要。
【發(fā)明內容】
[0006]為了滿足現(xiàn)有技術的需要，本發(fā)明提供了一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)、遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺和能量管理子系統(tǒng)；
[0007]所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能電站運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并將儲能電站實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送至所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺；
[0008]所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和分析，并將監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果發(fā)送至所述能量管理子系統(tǒng)；
[0009]所述能量管理子系統(tǒng)依據(jù)所述監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果，制定儲能電站的控制策略；所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)依據(jù)所述能量管理子系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令，對儲能電站進行出力調整。
[0010]優(yōu)選的，所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺包括基于Unix或Linux或Windows操作系統(tǒng)的服務器；所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺包括數(shù)據(jù)采集單元、SCADA單元和數(shù)據(jù)分析單元；
[0011]所述數(shù)據(jù)采集單元通過無線通信網(wǎng)絡采集所述儲能電站的通信模塊上傳的實時運行數(shù)據(jù)；所述SCADA單元通過曲線、棒圖和報表的形式對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行人機展示，實時監(jiān)控所述儲能電站；所述數(shù)據(jù)分析單元對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行電能統(tǒng)計分析、電能質量檢測分析和經(jīng)濟性分析；
[0012]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元包括兼容CDT、XT9702、DL476-92、IEC101和IEC104通信規(guī)約的數(shù)據(jù)傳輸接口；
[0013]優(yōu)選的，所述SCADA單元依據(jù)所述實時運行數(shù)據(jù)對所述儲能電站的數(shù)據(jù)模型進行更新，并將所述數(shù)據(jù)模型存儲到數(shù)據(jù)庫；所述SCADA單元對所述儲能電站的能量型儲能系統(tǒng)出力值Pe和功率型儲能系統(tǒng)出力值Pp進行計算和統(tǒng)計；
[0014]優(yōu)選的，對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行經(jīng)濟性分析包括:
[0015]依據(jù)所述儲能電站中單體儲能電池的電壓值和溫度值，對儲能電池的運行模式進行分析，對能量型儲能系統(tǒng)中所述單體儲能電池的電壓-溫度一致性進行分析，對功率型儲能系統(tǒng)中所述單體儲能電池的電壓-溫度一致性進行分析；
[0016]優(yōu)選的，所述能量管理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集處理單元、SCADA監(jiān)控單元、儲能電站運行狀態(tài)評估單元、儲能電站運行控制單元和儲能電站優(yōu)化控制單元；
[0017]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集處理單元接收所述儲能電站上傳的所述實時運行數(shù)據(jù)；
[0018]所述SCADA監(jiān)控單元通過曲線、棒圖和報表的形式對所述儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)、電能統(tǒng)計分析結果、電能質量檢測分析結果和經(jīng)濟性分析結果進行人機展示，實時監(jiān)控所述儲能電站；所述SCADA監(jiān)控單元依據(jù)實時運行數(shù)據(jù)、電能統(tǒng)計分析結果、電能質量檢測分析結果和經(jīng)濟性分析結果對所述儲能電站的數(shù)據(jù)模型進行更新，并將所述數(shù)據(jù)模型存儲到數(shù)據(jù)庫；
[0019]所述儲能電站運行控制單元依據(jù)所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺發(fā)送的監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果制定多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行方式和儲能電站的控制策略；
[0020]所述儲能電站優(yōu)化控制單元依據(jù)所述儲能電站中能量型儲能系統(tǒng)和功率型儲能系統(tǒng)的充放電特性、充放電能力以及所述儲能電站的地理位置和運行狀態(tài)，選取需要進行出力調整的儲能電站和調整控制量；
[0021]所述儲能電站運行狀態(tài)評估單元依據(jù)所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)對所述儲能電站中電力設備的工作狀態(tài)和所述儲能電站的實際運行狀態(tài)進行分析，并將分析結果發(fā)送到所述儲能電站優(yōu)化控制單元和電網(wǎng)調度中心；
[0022]優(yōu)選的，所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)安裝在所述儲能電站中，依據(jù)所述能量管理子系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令對所述儲能電站進行就地調整操作；所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集服務器、監(jiān)控工作站和通信模塊；
[0023]所述數(shù)據(jù)采集服務器將所述儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)通過所述通信模塊發(fā)送到所述監(jiān)控工作站、所述數(shù)據(jù)采集單元和所述能量管理子系統(tǒng)；所述實時運行數(shù)據(jù)包括所述儲能電站的模擬量信號、數(shù)字量信號、電度量信號、狀態(tài)量信號、告警信號、動作信號和非遠動信號；
[0024]所述監(jiān)控工作站為監(jiān)控人員對所述儲能電站進行監(jiān)視和所述就地調整操作的人機交互平臺。
[0025]與最接近的現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是:
[0026]1、本發(fā)明技術方案中，采用遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺接收所轄儲能電站信息，實現(xiàn)對儲能電站的全景控制，實現(xiàn)儲能電站無人值班；提供實時、歷史數(shù)據(jù)查詢、檢索、曲線和報表；通過遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺能夠遠程控制儲能電站的啟機/停機，控制升壓站一次設備；遠程調整儲能電站的出力，滿足外部電網(wǎng)對多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的功率需求；圖形化監(jiān)視、報警提示，簡單狀態(tài)檢測，與生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)通信，儲能電站運行分析、安全WEB數(shù)據(jù)發(fā)布，系統(tǒng)權限管理以及儲能電站運行信息報表生成與分析、統(tǒng)計計算；
[0027]2、本發(fā)明技術方案中，能量管理子系統(tǒng)通過構建儲能電站信息模型實現(xiàn)多儲能電站全景監(jiān)控，包括對多儲能電站的數(shù)據(jù)進行告警、曲線顯示和提供報表功能，對多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)進行多層次優(yōu)化控制，圖形化展示多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)以及對儲能電站運行診斷和狀態(tài)評估；
[0028]3、本發(fā)明提供的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，采用上層為能量管理子系統(tǒng)，中間為遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺，下層為儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)的分層控制方式，實行分級監(jiān)控，集中統(tǒng)一管理模式，可以使儲能電站處于健康高效的工作狀態(tài)，有效地延長電力設備的使用壽命，同時使日常監(jiān)控和維護的工作更加簡便；
[0029]4、本發(fā)明提供的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對能量型儲能系統(tǒng)與功率型儲能系統(tǒng)相結合的儲能電站進行有效的聯(lián)合監(jiān)控，可以滿足電網(wǎng)調度的任何需求，響應速度快；
[0030]5、本發(fā)明提供的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)-遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺-能量管理子系統(tǒng)能夠實現(xiàn)能量雙向流動，提高了電力設備利用率高，減少了電網(wǎng)中的旋轉備用容量，緩解電網(wǎng)更新電力設備所需的投資，從而在保證電網(wǎng)運行安全的同時減少電網(wǎng)的調度費用；
[0031]6、本發(fā)明提供的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，將地理位置分散，儲能技術不一致且電站結構各異的多個儲能電站整合成一個可控單元即多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)；對內每個儲能電站能夠滿足當?shù)氐挠秒娦枨笸瑫r達到經(jīng)濟利益的最優(yōu)化；對外多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)為一個單一可控單元，接受上層電網(wǎng)調度，積極參與外部電網(wǎng)的能量交換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0033]圖1是:本發(fā)明實施例中一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件結構圖；
[0034]圖2是:本發(fā)明實施例中儲能電站結構圖；
[0035]圖3是:本發(fā)明實施例中遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺示意圖；
[0036]圖4是:本發(fā)明實施例中能量管理子系統(tǒng)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0037]下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0038]本發(fā)明提供了一種適用儲能電站地理位置分散，電氣結構各異，儲能技術多元的多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1示出了本實施例中多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結構圖，其中:多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)包括儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)、遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺、能量管理子系統(tǒng)；
[0039]本實施例中儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)包括監(jiān)控工作站、維護工作站、GPS裝置、前置服務器和交換機；遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺包括SCADA服務器和數(shù)據(jù)服務器；能量管理子系統(tǒng)與電網(wǎng)調度中心保持通信連接；儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)通過無線通信網(wǎng)絡或物理通信網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺、能量管理子系統(tǒng)相連；
[0040]多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)由多個儲能電站組成，圖2示出了儲能電站的儲能支路的結構圖；儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)以儲能支路為單位進行實時監(jiān)控，并將其實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺和能量管理子系統(tǒng)；
[0041]儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)包括:
[0042]①:電池堆端電壓、充放電功率、荷電狀態(tài)(S0C)、健康狀態(tài)(S0H)、可充電量和可放電量；電池堆所轄各電池串電流、充放電功率、荷電狀態(tài)(S0C)、健康狀態(tài)(S0H)、控制模式(遠程/就地)與運行狀態(tài)(冷備/熱備/運行)；
[0043]②:雙向變流器交流側輸出的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、交流側功率因數(shù)以及直流側電壓、直流側電流、直流側功率、工作狀態(tài)(啟/停)、運行模式(并/離網(wǎng))和運行狀態(tài)(充放電);
[0044]③:支路開關的開合狀態(tài)、電壓、電流和頻率；
[0045]④:儲能支路當前發(fā)電量、當日發(fā)電量，累積發(fā)電量和電能表狀態(tài)。
[0046]⑤:儲能電站側的電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、儲能電站可充電量和儲能電站可放電量；
[0047]⑥:外電網(wǎng)側的電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率和無功功率；
[0048]⑦:并網(wǎng)開關的開合狀態(tài)，保護狀態(tài)；
[0049]⑧:儲能支路當前的有功功率、無功功率、功率因數(shù)和電能表狀態(tài)。
[0050]多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的實時運行數(shù)據(jù)包括:系統(tǒng)總出力、總可充電容量和總可放電容量。
[0051](I):儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)
[0052]儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能電站運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并將儲能電站實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺；儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)安裝在儲能電站中，依據(jù)能量管理子系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令對儲能電站進行就地調整操作；儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集服務器、監(jiān)控工作站和通信模塊；
[0053]①:數(shù)據(jù)采集服務器將儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)通過通信模塊發(fā)送到監(jiān)控工作站、遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)采集單元和能量管理子系統(tǒng)；本實施例中實時運行數(shù)據(jù)包括儲能電站實時運行數(shù)據(jù)的模擬量信號、數(shù)字量信號、電度量信號、狀態(tài)量信號、告警信號、動作信號和非遠動信號；[0054]②:監(jiān)控工作站為監(jiān)控人員對儲能電站進行監(jiān)視和執(zhí)行就地調整操作的人機交互
T D O
[0055](2):遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺
[0056]遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺對儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和分析，并將監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果發(fā)送至能量管理子系統(tǒng)；如圖3所示遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺包括基于Unix或Linux或Windows操作系統(tǒng)的服務器；以及基于所述服務器的數(shù)據(jù)采集單元、SCADA單元和數(shù)據(jù)分析單元；
[0057]①:數(shù)據(jù)采集單元通過無線通信網(wǎng)絡采集儲能電站的通信模塊上傳的實時運行數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集單元包括兼容⑶T、XT9702、DL476-92、IEClOl和IEC104通信規(guī)約的數(shù)據(jù)傳輸接口 ；
[0058]②:SCADA單元通過曲線、棒圖和報表的形式對儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行人機展示，實時監(jiān)控儲能電站；SCADA單元依據(jù)實時運行數(shù)據(jù)對儲能電站的數(shù)據(jù)模型進行更新，并將數(shù)據(jù)模型存儲到數(shù)據(jù)庫；SCADA單元對儲能電站的能量型儲能系統(tǒng)出力值Pe和功率型儲能系統(tǒng)出力值Pp進行計算和統(tǒng)計。
[0059]③:數(shù)據(jù)分析單元對儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行電能統(tǒng)計分析、電能質量檢測分析和經(jīng)濟性分析；儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行經(jīng)濟性分析包括:
[0060]依據(jù)儲能電站中單體儲能電池的電壓值和溫度值，對儲能電池的運行模式進行分析，對能量型儲能系統(tǒng)中單體儲能電池的電壓-溫度一致性進行分析，對功率型儲能系統(tǒng)中單體儲能電池的電壓-溫度一致性進行分析。
[0061]采用遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺接收所轄儲能電站信息，實現(xiàn)對儲能電站的全景控制，實現(xiàn)儲能電站無人值班；提供實時、歷史數(shù)據(jù)查詢、檢索、曲線和報表；通過遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺能夠遠程控制儲能電站的啟機/停機，控制升壓站一次設備；遠程調整儲能電站的出力，滿足外部電網(wǎng)對多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的功率需求；圖形化監(jiān)視、報警提示，簡單狀態(tài)檢測，與生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)通信，儲能電站運行分析、安全WEB數(shù)據(jù)發(fā)布，系統(tǒng)權限管理以及儲能電站運行信息報表生成與分析、統(tǒng)計計算。
[0062](3):能量管理子系統(tǒng)
[0063]能量管理子系統(tǒng)依據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果，制定儲能電站的控制策略；儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)依據(jù)能量管理子系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令，對儲能電站進行出力調整；如圖4所示能量管理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集處理單元、SCADA監(jiān)控單元、儲能電站運行狀態(tài)評估單元、儲能電站運行控制單元和儲能電站優(yōu)化控制單元；
[0064]①:數(shù)據(jù)采集處理單元接收儲能電站上傳的所述實時運行數(shù)據(jù)；根據(jù)IEC61850-7-420建立符合相關國際標準的儲能電站信息模型，該模型包含電氣設備(開關、變壓器、母線)，儲能變流器和電池堆等現(xiàn)場設備的實時運行參數(shù)；能量管理子系統(tǒng)在采集上述實時運行參數(shù)的基礎上，自動完善儲能電站信息模型；能量管理子系統(tǒng)包括能夠方便地錄入儲能電站信息模型參數(shù)的維護工具，靈活描述了儲能電站的組成結構。
[0065]②:SCADA監(jiān)控單元通過曲線、棒圖和報表的形式對儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)、電能統(tǒng)計分析結果、電能質量檢測分析結果和經(jīng)濟性分析結果進行人機展示，實時監(jiān)控儲能電站；SCADA監(jiān)控單元依據(jù)實時運行數(shù)據(jù)、電能統(tǒng)計分析結果、電能質量檢測分析結果和經(jīng)濟性分析結果對儲能電站的數(shù)據(jù)模型進行更新，并將數(shù)據(jù)模型存儲到數(shù)據(jù)庫；[0066]③:儲能電站運行控制單元依據(jù)遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺發(fā)送的監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果制定多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行方式和儲能電站的控制策略；
[0067]多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)為多個儲能電站的邏輯集合，包括并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運行方式；多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行控制方式包括并網(wǎng)運行控制、離網(wǎng)運行控制、并/離網(wǎng)切換運行控制和離/并網(wǎng)切換運行控制；
[0068]并網(wǎng)運行控制時，儲能電站的控制策略包括基本控制策略和復合控制策略；基本控制策略包括有功功率控制、無功功率控制和電能質量治理；復合控制策略為上述基本控制策略的組合策略，或針對具體儲能電站進行優(yōu)化調整的控制策略；
[0069]當多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)實時分析儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)，當檢測到外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障或收到切換指令時，多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)對當前多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行分析，并按一定順序控制儲能電站中的相關電力設備完成并/離網(wǎng)運行模式切換，從而多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)進入穩(wěn)定離網(wǎng)運行狀態(tài)。
[0070]離網(wǎng)運行控制時，由于沒有外部電網(wǎng)提供電壓/頻率，所以需要各儲能電站相互協(xié)調，按照指定的電壓/頻率參數(shù)運行，因此儲能電站的控制策略優(yōu)先選擇為有功功率控制，其次為無功功率控制和電能質量治理；
[0071]當多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)實時檢測外部電網(wǎng)運行狀態(tài)，當外部電網(wǎng)恢復供電后，多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)啟動離/并網(wǎng)模式切換程序，并按一定順序控制儲能電站中的相關電力設備完成離/并網(wǎng)模式切換，從而多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)進入穩(wěn)定并網(wǎng)運行狀態(tài)。
[0072]④:儲能電站優(yōu)化控制單元依據(jù)儲能電站中能量型儲能系統(tǒng)和功率型儲能系統(tǒng)的充放電特性、充放電能力以及儲能電站的地理位置和運行狀態(tài)，選取需要進行出力調整的儲能電站和調整控制量；
[0073]儲能電站優(yōu)化控制單元依據(jù)多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)中儲能電站的組建模型和調整控制量對需要進行出力調整的儲能電站進行調整；同時，當多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，儲能電站優(yōu)化控制單元可以接收電網(wǎng)調度中心依據(jù)電網(wǎng)和負荷實際運行情況下發(fā)的功率調整指令，以確保電網(wǎng)正常運行；
[0074]⑤:儲能電站運行狀態(tài)評估單元依據(jù)儲能電站實時運行數(shù)據(jù)對儲能電站中電力設備的工作狀態(tài)和儲能電站的實際運行狀態(tài)進行分析，并將分析結果發(fā)送到儲能電站優(yōu)化控制單元和電網(wǎng)調度中心。
[0075]能量管理子系統(tǒng)能夠實現(xiàn)多儲能電站全景監(jiān)控，即包括:
[0076]a、實現(xiàn)多儲能電站的數(shù)據(jù)告警、曲線顯示、報表功能，并通過圖形系統(tǒng)及運行工具瀏覽多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行情況，對多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)基本運行情況進行統(tǒng)計分析，并可對多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)進行相關設置和控制操作；
[0077]b、對多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)進行多層次優(yōu)化控制，包括對多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)、儲能電站和儲能支路的優(yōu)化控制。優(yōu)化控制包括人工設定控制和計劃調度控制；人工設定控制可通過單獨的人機界面程序或通過與圖形系統(tǒng)關聯(lián)的對話框，設定多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)整體或儲能電站或儲能電站中每個儲能支路的充放電工作模式，充放電功率，啟停儲能支路，改變儲能支路的并網(wǎng)/離網(wǎng)運行模式；計劃調度控制根據(jù)上級電網(wǎng)調度給出的聯(lián)合系統(tǒng)整體充放電調度計劃曲線，通過分析所轄聯(lián)合系統(tǒng)的運行情況，經(jīng)優(yōu)化計算給出各儲能電站的充放電計劃曲線，按計劃充放電曲線控制各儲能電站的充放電，實現(xiàn)在線自動設定閉環(huán)控制；
[0078]C、圖形化展示多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，通過圖形系統(tǒng)顯示多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的邏輯拓撲、電氣接線、充放電監(jiān)視和控制、儲能支路圖、PCS圖，電池堆圖、通信拓撲、電站簡介；通過定制化的數(shù)據(jù)顯示工具分層、分類，自動地按照多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)-儲能電站-儲能支路-儲能設備進行詳細信息的顯示和展示，特別是對儲能電池的電池電壓、溫度進行全景信息展示；
[0079]d、對儲能電站運行診斷和狀態(tài)評估；通過監(jiān)視儲能電站內電池堆/電池串各單元電池電壓，給出異常運行告警信息；通過監(jiān)視儲能電池堆溫度分布，給出溫度告警信息；通過監(jiān)視電池堆/電池串的S0C、S0H，充放電次數(shù)，給出過充，過放、運行壽命以及經(jīng)濟型評價指標；通過監(jiān)視AC/DC和DC/DC儲能變流器設備運行情況，給出異常運行告警信息。
[0080](四)本發(fā)明實施例中位于不同區(qū)域的A、B兩個儲能電站，根據(jù)電網(wǎng)調度中心向多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令，即要求下一時刻A電站充電，功率值若干電站放電，功率值若干。多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)接受功率調整指令后，調用能量管理子系統(tǒng)對功率調整指令進行響應，主要內容包括檢查當前A、B儲能電站的實時運行狀態(tài)，校驗功率調整指令是否超出A、B儲能電站的最大充放電范圍，并對超出充放電范圍的功率調整指令進行修正，以當前最大可充放電功率為新調度指令等。能量管理子系統(tǒng)將校核過的功率調整指令分別轉發(fā)至各儲能電站就地的儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)，由各儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)執(zhí)行功率調整指令。
[0081]最后應當說明的是:所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
【權利要求】
1.一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)、遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺和能量管理子系統(tǒng)； 所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能電站運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并將儲能電站實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送至所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺； 所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和分析，并將監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果發(fā)送至所述能量管理子系統(tǒng)； 所述能量管理子系統(tǒng)依據(jù)所述監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果，制定儲能電站的控制策略；所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)依據(jù)所述能量管理子系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令，對儲能電站進行出力調整。
2.如權利要求1所述的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺包括基于Unix或Linux或Windows操作系統(tǒng)的服務器；所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺包括數(shù)據(jù)采集單元、SCADA單元和數(shù)據(jù)分析單元； 所述數(shù)據(jù)采集單元通過無線通信網(wǎng)絡采集所述儲能電站的通信模塊上傳的實時運行數(shù)據(jù)；所述SCADA單元通過曲線、棒圖和報表的形式對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行人機展示，實時監(jiān)控所述儲能電站；所述數(shù)據(jù)分析單元對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行電能統(tǒng)計分析、電能質量檢測分析和經(jīng)濟性分析。
3.如權利要求2所述的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括兼容CDT、XT9702、DL476-92、IEClOl和IEC104通信規(guī)約的數(shù)據(jù)傳輸接口。
4.如權利要求2所 述的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述SCADA單元依據(jù)所述實時運行數(shù)據(jù)對所述儲能電站的數(shù)據(jù)模型進行更新，并將所述數(shù)據(jù)模型存儲到數(shù)據(jù)庫；所述SCADA單元對所述儲能電站的能量型儲能系統(tǒng)出力值Pe和功率型儲能系統(tǒng)出力值Pp進行計算和統(tǒng)計。
5.如權利要求2所述的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，對所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)進行經(jīng)濟性分析包括: 依據(jù)所述儲能電站中單體儲能電池的電壓值和溫度值，對儲能電池的運行模式進行分析，對能量型儲能系統(tǒng)中所述單體儲能電池的電壓-溫度一致性進行分析，對功率型儲能系統(tǒng)中所述單體儲能電池的電壓-溫度一致性進行分析。
6.如權利要求1所述的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述能量管理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集處理單元、SCADA監(jiān)控單元、儲能電站運行狀態(tài)評估單元、儲能電站運行控制單元和儲能電站優(yōu)化控制單元。
7.如權利要求6所述的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理單元接收所述儲能電站上傳的所述實時運行數(shù)據(jù)； 所述SCADA監(jiān)控單元通過曲線、棒圖和報表的形式對所述儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)、電能統(tǒng)計分析結果、電能質量檢測分析結果和經(jīng)濟性分析結果進行人機展示，實時監(jiān)控所述儲能電站；所述SCADA監(jiān)控單元依據(jù)實時運行數(shù)據(jù)、電能統(tǒng)計分析結果、電能質量檢測分析結果和經(jīng)濟性分析結果對所述儲能電站的數(shù)據(jù)模型進行更新，并將所述數(shù)據(jù)模型存儲到數(shù)據(jù)庫； 所述儲能電站運行控制單元依據(jù)所述遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺發(fā)送的監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果制定多儲能電站聯(lián)合系統(tǒng)的運行方式和儲能電站的控制策略；所述儲能電站優(yōu)化控制單元依據(jù)所述儲能電站中能量型儲能系統(tǒng)和功率型儲能系統(tǒng)的充放電特性、充放電能力以及所述儲能電站的地理位置和運行狀態(tài)，選取需要進行出力調整的儲能電站和調整控制量； 所述儲能電站運行狀態(tài)評估單元依據(jù)所述儲能電站實時運行數(shù)據(jù)對所述儲能電站中電力設備的工作狀態(tài)和所述儲能電站的實際運行狀態(tài)進行分析，并將分析結果發(fā)送到所述儲能電站優(yōu)化控制單元和電網(wǎng)調度中心。
8.如權利要求1所述的一種多儲能電站聯(lián)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)安裝在所述儲能電站中，依據(jù)所述能量管理子系統(tǒng)下發(fā)的功率調整指令對所述儲能電站進行就地調整操作；所述儲能電站監(jiān)控子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集服務器、監(jiān)控工作站和通信模塊； 所述數(shù)據(jù)采集服務器將所述儲能電站的實時運行數(shù)據(jù)通過所述通信模塊發(fā)送到所述監(jiān)控工作站、所述數(shù)據(jù)采集單元和所述能量管理子系統(tǒng)；所述實時運行數(shù)據(jù)包括所述儲能電站的模擬量信 號、數(shù)字量信號、電度量信號、狀態(tài)量信號、告警信號、動作信號和非遠動信號; 所述監(jiān)控工作站為監(jiān)控人員對所述儲能電站進行監(jiān)視和所述就地調整操作的人機交互平臺。
【文檔編號】H02J13/00GK103812219SQ201410050595
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權日:2014年2月14日
【發(fā)明者】劉海璇, 姚虹春, 葉季蕾, 陳然, 張宇, 方陳, 雷珽 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院, 國網(wǎng)上海市電力公司