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CN114069673A - 一种gw级集散式储能电站 - Google Patents

一种gw级集散式储能电站 Download PDF

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CN114069673A CN202010755189.0A CN202010755189A CN114069673A CN 114069673 A CN114069673 A CN 114069673A CN 202010755189 A CN202010755189 A CN 202010755189A CN 114069673 A CN114069673 A CN 114069673A
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Abstract

本发明属于电池储能系统技术领域，具体涉及一种GW级集散式储能电站。采用集散式系统设计与控制技术，将超大规模电池储能电站构造成集中控制分散执行的高效系统，通过对GW级集散式储能电站进行分区，设计成多个满足电压等级的电力容量要求的电池储能子站，每一个储能子站设置独立的储能子站能量管理系统，由GW储能控制系统接收并执行电网调度指令，依据储能子站能力状态参数分解分配电网调度指令的功率要求，通过各储能子站有效受控的充放电运行，解决了超大规模电池储能系统的电量均衡难题，实现GW级集散式储能电站实时精准执行电网调度指令的功率调控，达到平抑电网电力波动、调剂电力余缺、保障电网运行安全的目标效果。

Description

一种GW级集散式储能电站
技术领域
本发明属于电池储能系统技术领域，具体涉及一种GW级集散式储能电站。
背景技术
电池储能电站在电网系统中的应用有利于电网的稳定运行和提高电网灵活性调节，大规模电池储能电站系统应运而生，特别是电网需求像抽水蓄能这样的GW级大规模储能电站，将有力支撑电网的安全运行，特别是大量风光新能源电力接入电网迫切需要建设投运GW级电池储能电站系统。由于GW级电池储能电站系统规模大，需要数百万乃至上千万个单体电池组成，独立运行的设备系统单元数量多，电网对电压等级与电力容量有严格的规范要求，如何设计和构建GW级电池储能电站是业界急需解决的难题。
发明内容
为了解决GW级电池储能电站建设与应用的技术难点，本发明提出一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第1储能子站及第m储能子站的多个储能子站分别由第1储能子站电力线经第1储能子站变电站接入电网的电网电力线和第m储能子站电力线经第m储能子站变电站接入电网的电网电力线，构成GW级集散式储能电站；通过调度通信线路连接电网调度终端的GW储能控制系统通过储能电站通信网络分别连接第1储能子站的第1储能子站能量管理系统和第m储能子站的第m储能子站能量管理系统，构成GW级集散式储能电站的控制系统，由GW储能控制系统实时收取第1储能子站及第m储能子站的充放电能力数据，将收到的电网调度终端功率指令依据第1储能子站及第m储能子站的储能子站能力状态参数Psoc和功率调节系数Pt进行匹配，分解成相应执行指令分别发送给第1储能子站能量管理系统和第m储能子站能量管理系统，第1储能子站能量管理系统和第m储能子站能量管理系统分别控制第1储能子站及第m储能子站执行进行相应功率的充放电，在此过程中GW储能控制系统实时监测各储能子站充放电功率并实施进行调整，完成电网调度的功率调度指令。
所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，储能子站能力状态参数Psoc为(100％-储能单元SOC最大偏差)*额定功率，其功率调节系数Pt为(储能子站中储能单元SOC最大偏差)-(各储能子站中储能单元SOC最大偏差的平均值)，则：功率分配为(1+Pt)*(平均分配功率值)且≤Psoc，保持储能子站能量的动态均衡。
所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第1储能子站由第1储能子站的第1储能单元系统、第1储能子站的第k储能单元系统多个储能单元分别通过第1储能子站电力线接入第1储能子站变电站，同时第1储能子站能量管理系统通过第1储能子站通信线分别连接第1储能子站的第1储能单元PCS、第1储能子站的第1储能单元BMS及第1储能子站的第k储能单元PCS、第1储能子站的第k储能单元BMS构成；其中：
连接第1储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块的第1储能子站的第1储能单元电池簇连接第1储能子站的第1储能单元PCS，同时第1储能子站的第1储能单元BMS通过第1储能子站的第1储能单元BMS通信线分别连接第1储能子站的第1储能单元PCS、第1储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块，构成第1储能子站的第1储能单元系统；
连接第1储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块的第1储能子站的第k储能单元电池簇连接第1储能子站的第k储能单元PCS，同时第1储能子站的第k储能单元BMS通过第1储能子站的第k储能单元BMS通信线分别连接第1储能子站的第k储能单元PCS、第1储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块，构成第1储能子站的第k储能单元系统。
所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第m储能子站由第m储能子站的第1储能单元系统、第m储能子站的第k储能单元系统多个储能单元分别通过第m储能子站电力线接入第m储能子站变电站，同时第m储能子站能量管理系统通过第m储能子站通信线分别连接第m储能子站的第1储能单元PCS、第m储能子站的第1储能单元BMS及第m储能子站的第k储能单元PCS、第m储能子站的第k储能单元BMS构成；其中：
连接第1储能子站的第m储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块的第m储能子站的第1储能单元电池簇连接第m储能子站的第1储能单元PCS，同时第m储能子站的第1储能单元BMS通过第m储能子站的第1储能单元BMS通信线分别连接第m储能子站的第1储能单元PCS、第1储能子站的第m储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块，构成第m储能子站的第1储能单元系统；
连接第m储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块的第m储能子站的第k储能单元电池簇连接第m储能子站的第k储能单元PCS，同时第m储能子站的第k储能单元BMS通过第m储能子站的第k储能单元BMS通信线分别连接第m储能子站的第k储能单元PCS、第m储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块，构成第m储能子站的第k储能单元系统。
本发明属于电池储能系统技术领域，具体涉及一种GW级集散式储能电站。采用集散式系统设计与控制技术，将超大规模电池储能电站构造成集中控制分散执行的高效系统，通过对GW级集散式储能电站进行分区，设计成多个满足电压等级的电力容量要求的电池储能子站，每一个储能子站设置独立的储能子站能量管理系统，由GW储能控制系统接收并执行电网调度指令，依据储能子站能力状态参数分解分配电网调度指令的功率要求，通过各储能子站有效受控的充放电运行，解决了超大规模电池储能系统的电量均衡难题，实现GW级集散式储能电站实时精准执行电网调度指令的功率调控，达到平抑电网电力波动、调剂电力余缺、保障电网运行安全的目标效果。
附图说明
图1为一种GW级集散式储能电站构成的原理框图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种GW级集散式储能电站给予说明，但是，所描述的实施例是本发明应用于一种GW级集散式储能电站的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
如图1所示，一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)的多个储能子站分别由第1储能子站电力线(71)经第1储能子站变电站(51)接入电网(2)的电网电力线(4)和第m储能子站电力线(7m)经第m储能子站变电站(5m)接入电网(2)的电网电力线(4)，构成GW级集散式储能电站；通过调度通信线路(6)连接电网调度终端(3)的GW储能控制系统(1)通过储能电站通信网络(5)分别连接第1储能子站(100)的第1储能子站能量管理系统(11)和第m储能子站(m00)的第m储能子站能量管理系统(1m)，构成GW级集散式储能电站的控制系统，由GW储能控制系统(1)实时收取第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)的充放电能力数据，将收到的电网调度终端(3)功率指令依据第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)的储能子站能力状态参数Psoc和功率调节系数Pt进行匹配，分解成相应执行指令分别发送给第1储能子站能量管理系统(11)和第m储能子站能量管理系统(1m)，第1储能子站能量管理系统(11)和第m储能子站能量管理系统(1m)分别控制第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)执行进行相应功率的充放电，在此过程中GW储能控制系统(1)实时监测各储能子站充放电功率并实施进行调整，完成电网调度的功率调度指令。
所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，储能子站能力状态参数Psoc为(100％-储能单元SOC最大偏差)*额定功率，其功率调节系数Pt为(储能子站中储能单元SOC最大偏差)-(各储能子站中储能单元SOC最大偏差的平均值)，则：功率分配为(1+Pt)*(平均分配功率值)且≤Psoc，保持储能子站能量的动态均衡。
所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第1储能子站(100)由第1储能子站的第1储能单元系统(1001)、第1储能子站的第k储能单元系统(100k)多个储能单元分别通过第1储能子站电力线(71)接入第1储能子站变电站(51)，同时第1储能子站能量管理系统(11)通过第1储能子站通信线(61)分别连接第1储能子站的第1储能单元PCS(111)、第1储能子站的第1储能单元BMS(211)及第1储能子站的第k储能单元PCS(11k)、第1储能子站的第k储能单元BMS(21k)构成；其中：
连接第1储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(411)的第1储能子站的第1储能单元电池簇(311)连接第1储能子站的第1储能单元PCS(111)，同时第1储能子站的第1储能单元BMS(211)通过第1储能子站的第1储能单元BMS通信线(511)分别连接第1储能子站的第1储能单元PCS(111)、第1储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(411)，构成第1储能子站的第1储能单元系统(1001)；
连接第1储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(41k)的第1储能子站的第k储能单元电池簇(31k)连接第1储能子站的第k储能单元PCS(11k)，同时第1储能子站的第k储能单元BMS(21k)通过第1储能子站的第k储能单元BMS通信线(51k)分别连接第1储能子站的第k储能单元PCS(11k)、第1储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(41k)，构成第1储能子站的第k储能单元系统(100k)。
所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第m储能子站(m00)由第m储能子站的第1储能单元系统(10m1)、第m储能子站的第k储能单元系统(10mk)多个储能单元分别通过第m储能子站电力线(7m)接入第m储能子站变电站(5m)，同时第m储能子站能量管理系统(1m)通过第m储能子站通信线(6m)分别连接第m储能子站的第1储能单元PCS(1m1)、第m储能子站的第1储能单元BMS(2m1)及第m储能子站的第k储能单元PCS(1mk)、第m储能子站的第k储能单元BMS(2mk)构成；其中：
连接第1储能子站的第m储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4m1)的第m储能子站的第1储能单元电池簇(3m1)连接第m储能子站的第1储能单元PCS(1m1)，同时第m储能子站的第1储能单元BMS(2m1)通过第m储能子站的第1储能单元BMS通信线(5m1)分别连接第m储能子站的第1储能单元PCS(1m1)、第1储能子站的第m储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4m1)，构成第m储能子站的第1储能单元系统(10m1)；
连接第m储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4mk)的第m储能子站的第k储能单元电池簇(3mk)连接第m储能子站的第k储能单元PCS(1mk)，同时第m储能子站的第k储能单元BMS(2mk)通过第m储能子站的第k储能单元BMS通信线(5mk)分别连接第m储能子站的第k储能单元PCS(1mk)、第m储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4mk)，构成第m储能子站的第k储能单元系统(10mk)。
本发明属于电池储能系统技术领域，具体涉及一种GW级集散式储能电站。采用集散式系统设计与控制技术，分区设计多个满足电压等级的电力容量要求的电池储能子站，每一个储能子站设置独立的储能子站能量管理系统，由GW储能控制系统接收执行电网调度指令，依据储能子站能力状态参数分解分配指令功率，保障了电池储能子站之间的能量均衡，并通过GW储能控制系统对各储能子站个性化功率分配及有效的充放电调控运行，实现GW级集散式储能电站实时精准执行电网调度指令的功率调控，达到平抑电网电力波动、调剂电力余缺、保障电网运行安全的目标效果。

Claims (4)

1.一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)的多个储能子站分别由第1储能子站电力线(71)经第1储能子站变电站(51)接入电网(2)的电网电力线(4)和第m储能子站电力线(7m)经第m储能子站变电站(5m)接入电网(2)的电网电力线(4)，构成GW级集散式储能电站；通过调度通信线路(6)连接电网调度终端(3)的GW储能控制系统(1)通过储能电站通信网络(5)分别连接第1储能子站(100)的第1储能子站能量管理系统(11)和第m储能子站(m00)的第m储能子站能量管理系统(1m)，构成GW级集散式储能电站的控制系统，由GW储能控制系统(1)实时收取第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)的充放电能力数据，将收到的电网调度终端(3)功率指令依据第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)的储能子站能力状态参数Psoc和功率调节系数Pt进行匹配，分解成相应执行指令分别发送给第1储能子站能量管理系统(11)和第m储能子站能量管理系统(1m)，第1储能子站能量管理系统(11)和第m储能子站能量管理系统(1m)分别控制第1储能子站(100)及第m储能子站(m00)执行进行相应功率的充放电，在此过程中GW储能控制系统(1)实时监测各储能子站充放电功率并实施进行调整，完成电网调度的功率调度指令。
2.根据权利要求1所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，储能子站能力状态参数Psoc为(100％-储能单元SOC最大偏差)*额定功率，其功率调节系数Pt为(储能子站中储能单元SOC最大偏差)-(各储能子站中储能单元SOC最大偏差的平均值)，则：功率分配为(1+Pt)*(平均分配功率值)且≤Psoc，保持储能子站能量的动态均衡。
3.根据权利要求1所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第1储能子站(100)由第1储能子站的第1储能单元系统(1001)、第1储能子站的第k储能单元系统(100k)多个储能单元分别通过第1储能子站电力线(71)接入第1储能子站变电站(51)，同时第1储能子站能量管理系统(11)通过第1储能子站通信线(61)分别连接第1储能子站的第1储能单元PCS(111)、第1储能子站的第1储能单元BMS(211)及第1储能子站的第k储能单元PCS(11k)、第1储能子站的第k储能单元BMS(21k)构成；其中：
连接第1储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(411)的第1储能子站的第1储能单元电池簇(311)连接第1储能子站的第1储能单元PCS(111)，同时第1储能子站的第1储能单元BMS(211)通过第1储能子站的第1储能单元BMS通信线(511)分别连接第1储能子站的第1储能单元PCS(111)、第1储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(411)，构成第1储能子站的第1储能单元系统(1001)；
连接第1储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(41k)的第1储能子站的第k储能单元电池簇(31k)连接第1储能子站的第k储能单元PCS(11k)，同时第1储能子站的第k储能单元BMS(21k)通过第1储能子站的第k储能单元BMS通信线(51k)分别连接第1储能子站的第k储能单元PCS(11k)、第1储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(41k)，构成第1储能子站的第k储能单元系统(100k)。
4.根据权利要求1所述一种GW级集散式储能电站，其特征在于，第m储能子站(m00)由第m储能子站的第1储能单元系统(10m1)、第m储能子站的第k储能单元系统(10mk)多个储能单元分别通过第m储能子站电力线(7m)接入第m储能子站变电站(5m)，同时第m储能子站能量管理系统(1m)通过第m储能子站通信线(6m)分别连接第m储能子站的第1储能单元PCS(1m1)、第m储能子站的第1储能单元BMS(2m1)及第m储能子站的第k储能单元PCS(1mk)、第m储能子站的第k储能单元BMS(2mk)构成；其中：
连接第1储能子站的第m储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4m1)的第m储能子站的第1储能单元电池簇(3m1)连接第m储能子站的第1储能单元PCS(1m1)，同时第m储能子站的第1储能单元BMS(2m1)通过第m储能子站的第1储能单元BMS通信线(5m1)分别连接第m储能子站的第1储能单元PCS(1m1)、第1储能子站的第m储能子站的第1储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4m1)，构成第m储能子站的第1储能单元系统(10m1)；
连接第m储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4mk)的第m储能子站的第k储能单元电池簇(3mk)连接第m储能子站的第k储能单元PCS(1mk)，同时第m储能子站的第k储能单元BMS(2mk)通过第m储能子站的第k储能单元BMS通信线(5mk)分别连接第m储能子站的第k储能单元PCS(1mk)、第m储能子站的第k储能单元电池参数采样及电池簇监测模块(4mk)，构成第m储能子站的第k储能单元系统(10mk)。
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