CN111725889B - 基于“3s+云”架构的储能集群快速控制***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***及方法，包括一个以上的电池单元、一个以上的电池管理优化单元、一个以上的功率变换单元、3S集成控制单元、快速控制管理单元、云平台服务单元，电池单元连接在馈线上，馈线上同一配电节点的所有电池单元组成一个区域，每个区域配置一个电池管理优化单元和功率变换单元，同区域内的电池单元均与同区域内的电池管理优化单元连接，本发明能够避免冗余通信，提高现有储能***通讯效率、可靠性与调节速度，同时提高储能整体受控容量的同时，支持分布式储能协同控制，实现对电网公司调度或辅助服务需求的有效响应。

Description

基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***及方法
技术领域
本发明涉及智能电网储能控制技术领域，特别涉及一种基于“3S+云”架构的一体化储能集群快速控制***及方法。
背景技术
随着社会经济的发展，城市电网负荷迅速增长，峰谷差不断加大，太阳能、风能等随机性能源在智能电网中的普及应用进一步降低了电网的稳定性，提高了电网调节难度。储能技术作为提高智能电网对可再生能源发电兼容量的重要手段和实现智能电网能量双向互动的中枢和纽带，是智能电网建设中的关键技术之一。储能技术主要应用场景主要包括：
1)短时间尺度实时控制:平滑间歇性可再生能源发电的出力波动，减少对电网的冲击，提高清洁能源渗透率,同时，实现对电网运行频率、电压的实时调整。
2)长时间尺度优化管理：平滑出力/负荷曲线，减少发电***的备用容量建设需求，提高输配电***的设备利用率。
现有储能控制***架构一般如图1下所示，图中虚线表示通信交互。储能控制***通常由以下几部分构成：
1)电池***(含电池簇，高压箱，汇流柜)及对应电池管理***(BMS)BMS通常在电池簇，高压箱，汇流柜三个等级均进行配置。BMS主要采集电池单元的电压、电流及温度信息，并计算荷电状态(SOC)，电池的健康状态(SOH)，电压、电流、温度采样值转换、上下电控制几部分内容。
2)功率变换***(PCS)。接受上级EMS控制指令，对所管辖范围的电池***充电或将电池电能逆变为交流电能，将控制指令下发至下级BMS。
3)储能设备能量控制***(EMS)，收集BMS、PCS等相关信息，根据储能***功能需求，控制整个储能***的运行，并保证储能***运行的安全稳定。
这一传统架构在应用于当前多类型场景均存在技术局限性：
1)短时间尺度实时控制:
短时间尺度实时控制需要应用于间歇性可再生能源消纳，负荷快速波动平抑等实时性要求高的场景。
①BMS处理能力有限，同时承担采集与计算工作会降低数据的实时性。
②通信通道冗余降低控制过程的实时性。以储能功率越限告警数据为例，储能功率越限除了受额定功率影响以外，还会受SOC值的限制，储能***中SOC值由BMS计算，再将该SOC值上传至EMS，EMS根据SOC值计算功率限制值，通过PCS对功率进行控制，从而达到避免储能SOC越限的目的。这一过程涉及BMS-EMS-PCS过程复杂。
③在频率、电压越限等特殊场景下，电网采集频率信号上传至EMS***，当频率出现偏离时，由EMS***进行功率调节值计算，继而下发至PCS，通过PCS实现功率调整。这一过程受EMS服务器处理速度限制较为严重。
以上实时性较高的场景均需要追求更快的调整与计算速度，而现有***架构无法实现控制速度提升。
2)长时间尺度优化管理：
长时间尺度优化管理通常应用于负荷曲线削峰填谷，能源范围内供给路径优化等场景。现有储能若为小规模储能，则受限于其功率，对电网削峰填谷影响有限，无法起到减缓发电***的备用容量建设的目标。而部分电网侧储能虽然容量较大，可以实现削峰填谷，但集中于同一节点并网，无法对能源供给路径进行优化调整，实现区域能源优化，容量与分布两者之间存在一定的矛盾。
这一场景需要追求更大的储能容量与更广的储能分布，而现有多储能***之间无法支持互联与互动。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***及方法，对储能集群进行控制，在长时间尺度上提升储能的整体。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***，包括一个以上的电池单元、一个以上的电池管理优化单元、一个以上的功率变换单元、3S集成控制单元、快速控制管理单元、云平台服务单元，电池单元连接在馈线上，馈线上同一配电节点的所有电池单元组成一个区域，每个区域配置一个电池管理优化单元和功率变换单元，同区域内的电池单元均与同区域内的电池管理优化单元连接，所述电池管理优化单元与同区域内的功率变换单元通信连接，所述功率变换单元通信分别与3S集成控制单元、快速控制管理单元通信连接，所述3S集成控制单元、快速控制管理单元连接分别与云平台服务单元通信连接，其中：
所述电池管理优化单元用于采集所述电池单元的电压、电流及温度信息。
所述3S集成控制单元用于根据采集的电压、电流及温度信息计算荷电状态SOC、电池的健康状态SOH、电压、电流、温度采样值转换、上下电控制，并收集区域内电池管理优化单元、功率变换单元相关信息，根据所述云平台服务单元控制需求对功率变换单元的控制。
所述快速控制管理单元实时获取区域内配电节点的量测值，根据紧急预警事件列表与阀值触发，切断3S集成控制单元对所述功率变换单元的控制，并根据操作灵敏度列表和采集信息直接控制所述功率变换单元。
所述功率变换单元根据快速控制管理单元、3S集成控制单元的控制指令通过电池管理优化单元对所管辖范围的电池单元充电或将电池电能逆变为交流电能。
所述云平台服务单元部署在云端的综合应用***，实现多个区域内3S集成控制单元的管理，并更新快速控制管理单元的紧急预警事件列表、阀值与操作灵敏度列表。根据电网参数、紧急预警事件列表、阀值与操作灵敏度列表对快速控制管理单元、3S集成控制单元下发控制指令。
优选的：所述电池单元包括依次连接的电池簇、高压箱、汇流柜。
优选的：10kV馈线上同一配电节点的所有电池单元组成一个区域。
一种基于“3S+云”架构的储能集群快速控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：对电池单元的服务类型进行分类，服务类型分为长时间尺度服务类型、短时间尺度服务类型和紧急服务类型。所述服务类型在云平台服务单元中进行调整，当新服务需求接入时，选择所述服务类型。
步骤S2：紧急服务类型处理方法如下：
步骤S21：所述云平台服务单元采集电网参数，以定时一为周期生成紧急预警事件列表、阀值及操作灵敏度列表，并下发至快速控制管理单元。
步骤S22：所述快速控制管理单元根据所述紧急预警事件列表中的参数名称实时采集对应关键节点的参数值，计时器t＝t+1，t表示控制循环的计数，所述关键节点为馈线上的配电节点，若所采集关键节点参数超出阀值转步骤S23，若所采集关键节点参数未超出所述阀值转步骤S25。
步骤S23：计时器t＝0，快速控制管理单元根据操作灵敏度列表与所述采集关键节点参数生成目标调节值一。
步骤S24：所述快速控制管理单元切断所述3S集成控制单元对所述功率变换单元的控制通道，并将所述目标调节值一直接发送至所述功率变换单元。
步骤S25：所述功率变换单元执行所述目标调节值一，转步骤S22。
步骤S26：若当前所述3S集成控制单元与所述功率变换单元的控制通道为断开状态且t>T，则恢复控制通道，T为设定的死区时间范围，并转步骤S22。反之直接转步骤S22。
步骤S3：长时间尺度服务类型处理方法如下：
步骤S31：所述云平台服务单元采集电网参数及多个区域内3S集成控制单元的信息，以定时二为周期，根据服务内容生成目标调节值二，并分别下发至所述3S集成控制单元。
步骤S32：各所述3S集成控制单元将目标调节值二分解至对应功率变换单元。
步骤S33：各所述功率变换单元执行目标调节值二。
步骤S4：短时间尺度服务类型处理方法如下：
步骤S41：所述云平台服务单元采集电网参数，以定时三为周期，根据服务内容生成针对某区域的短时间尺度服务目标指导值，对不需要目标指导值的服务亦可不下发该值，将目标指导值下发至对应区域所述3S集成控制单元。
步骤S42：所述3S集成控制单元根据目标指导值生成目标调节值三，并转发至功率变换单元。
步骤S43：所述功率变换单元执行所述目标调节值三。
优选的：所述长时间尺度服务类型以日或小时为周期进行，包括储能集群优化计算、负荷曲线削峰填谷、能源范围内供给路径优化。
优选的：所述短时间尺度服务类型以分钟或秒为周期进行，包括间歇性可再生能源实时消纳、负荷快速波动平抑。
优选的：所述紧急服务类型为针对电网或者设备故障产生的ms级别响应服务，包括电网频率越限、电网电压越限。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
(1)在短时间尺度上，通过***架构优化降低BMS压力，避免冗余通信，提高现有储能***通讯效率、可靠性与调节速度。
(2)在特殊应用场景下(如线路过载、电压越限、频率越限)通过快速控制管理单元完成10ms级别的局部快速控制功能。
(3)在长时间尺度上，通过“3S+云”***之间的配合，实现多PCS及多EMS之间的统一管理，在提高储能整体受控容量的同时，支持分布式储能协同控制，实现对电网公司调度或辅助服务需求的有效响应。
附图说明
图1为现有储能控制***架构；
图2为本发明的实施例的基于“3S+云”架构的一体化储能集群快速控制***架构示意图；
图3为本发明的实施例的基于“3S+云”架构的一体化储能集群快速控制***的应用图；
图4为本发明的实施例的并网深度示意图；
图5为基于“3S+云”架构的一体化储能集群快速控制方法的流程图；
图中：1-电池管理优化单元、2-3S集成控制大堂、3-快速控制管理单元、4-云平台服务单元、5-功率变换单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***，根据区域划分原则将大量接入分布式储能***的智能电网划分为若干区域，用于对电网中分布式储能设备进行控制，如图2-4所示，包括一个以上的电池单元、一个以上的电池管理优化单元、一个以上的功率变换单元、3S集成控制单元、快速控制管理单元、云平台服务单元，电池单元连接在馈线上，馈线上同一配电节点的所有电池单元组成一个区域，每个区域配置一个电池管理优化单元BMS2.0和功率变换单元PCS，同区域内的电池单元均与同区域内的电池管理优化单元连接，所述电池管理优化单元与同区域内的功率变换单元通信连接，所述功率变换单元通信分别与3S集成控制单元、快速控制管理单元通信连接，所述3S集成控制单元、快速控制管理单元连接分别与云平台服务单元通信连接，所述电池单元包括依次连接的电池簇、高压箱、汇流柜，其中：
如图2所示，根据智能电网的区域划分原则，10kV馈线上同一配电节点的所有储能设备(电池单元)可组成一个区域，区域间可进行区域范围的配合扩展、物理网架变换后进行参数更新，实现更佳的区域控制效果。所述物理网架变换主要指通过开关状态切换导致的拓扑变换。所述参数更新为所述3S集成控制单元和所述快速控制管理单元控制的功率变换单元(PCS)列表，
每个区域配置一所述3S集成控制单元及一所述快速控制管理单元，可安装于区域入口处计量装置安装位置。
所述电池管理优化单元用于采集所述电池单元的电压、电流及温度信息，为对传统电池管理***功能进行精简，仅保留采集部分，计算部分不再由所述电池管理优化单元承担，因此电池管理优化单元较传统***降低了BMS压力，可以通过更为快速的计算，提高数据的实时性。
所述3S集成控制单元以高性能嵌入式设备为基础，承担传统电池管理优化***的计算功能，用于根据采集的电压、电流及温度信息计算荷电状态SOC、电池的健康状态SOH、电压、电流、温度采样值转换、上下电控制，并收集区域内电池管理优化单元、功率变换单元相关信息，根据所述云平台服务单元控制需求对功率变换单元的控制。
此处，3S集成控制单元与电池管理优化单元功能上的重构可以带来通信优化，以储能功率越限告警数据为例，储能功率越限除了受额定功率影响以外，还会受SOC值的限制，传统储能单元中SOC值由BMS计算，再将该SOC值上传至EMS，EMS根据SOC值计算功率限制值，再通过PCS对功率进行控制，从而达到避免储能SOC越限的目的。这一过程涉及BMS-EMS-PCS过程复杂。而本单元中荷电状态(SOC)直接由3S集成控制单元进行计算，当所述功率变换单元(PCS)输入/输出功率趋近输入/输出限制功率值时，直接进行SOC功率限制。输入/输出限制功率值计算方法如下式所示：
Figure BDA0002465090710000061
Figure BDA0002465090710000062
式中，Ssoc(t)表示能量储存类设备t时刻SOC值；
Figure BDA0002465090710000063
分别表示输出、输入限制有功功率值；
Figure BDA0002465090710000064
分别表示该储能单元的额定容量值；
Figure BDA0002465090710000065
表示该储能单元SOC限制值，一般
Figure BDA0002465090710000066
设定为0.2，
Figure BDA0002465090710000067
设定为0.8；η，μ为该储能设备充放电过程中的能量转换效率，Δt为指令刷新间隔时间。
SOC限制值直接由3S集成单元直接发送至PCS，对功率进行控制，仅涉及3S集成控制单元-PCS两个过程，大大减少过程复杂程度，降低通信过程冗余。
所述快速控制管理单元实时获取区域内配电节点的量测值，根据紧急预警事件列表与阀值触发，切断3S集成控制单元对所述功率变换单元的控制，并根据操作灵敏度列表和采集信息直接控制所述功率变换单元。操作灵敏度列表和采集信息生成区域储能总目标调节功率值，快速控制管理单元根据比例直接分配至下属各所述功率变换单元。所述紧急预警事件列表、阀值、操作灵敏度列表由云平台单元生成。
所述功率变换单元根据快速控制管理单元、3S集成控制单元的控制指令通过电池管理优化单元对所管辖范围的电池单元充电或将电池电能逆变为交流电能。
以电压越限为例，所述紧急预警事件列表为：事件1：电压越限事件。所述阀值(电压：上限0.95，下限1.05)。所述操作灵敏度列表(如行1：0.000025p.u./kW),当发生电压越限时，如电压达到1.06p.u.，直接根据电压偏差值(0.01p.u.)及操作灵敏度列表0.000025p.u./kW，计算区域内储能需要调节的功率值为400kW，根据下属储能剩余可调节功率(其计算式为各PCS额定功率-当前PCS功率)，按比例(如1:3:5)生成区域内各所述功率变换单元目标功率值。
以线路过载与其类似，所述紧急预警事件列表为：事件2：线路过载事件。所述阀值(电流：154A)。所述操作灵敏度列表(0.064A/kW)，当发生线路过载时(如电流达174A)，计算区域内储能需要调节的功率值为312.5kW，根据下属储能剩余可调节功率，按比例生成区域内各所述功率变换单元目标功率值。
快速控制管理单元的加入可以实现储能10ms级别的局部快速控制功能，传统储能受其架构影响，当频率、电压越限等特殊场景下，电网采集频率信号上传至EMS单元，当频率出现偏离时，由EMS单元进行功率调节值计算，继而下发至PCS，通过PCS实现功率调整。这一过程受EMS服务器处理速度限制较为严重。本专利所述单元架构通过增加快速控制管理单元，将云平台服务单元所计算的紧急预警事件列表(如电压越限事件)与阀值(电压：上限0.95，下限1.05)下发至快速控制管理单元，列表与阀值可以根据网架优化计算周期性给出。
所述紧急预警事件列表根据储能集群支撑的服务需求进行分类后获得；所述阀值可由电网公司根据需求进行设定或由国家标准直接设定；操作灵敏度列表由云平台进行计算：以电压越限所对应的操作灵敏度为例，采用网深度指标进行计算，此处并网深度指标为所述区域并网点至平衡节点之间的导线阻抗之和，如下式所示：
Figure BDA0002465090710000071
其中，C为所述区域并网点至平衡节点之间的导线集合。以图3为例，C包含了导线A-A1，A1-A2，A2-A3，A3-A4，A4-A5,A5-A6及A6-A12,A12-A13,A13-A15。Ri与Xi分别为导线i的电阻与电抗。所述操作灵敏度表述区域内储能功率变化对其并网点电压的影响程度，。若区域储能功率改变量为
Figure BDA0002465090710000072
(含有功分量和无功分量)，那么
Figure BDA0002465090710000073
所造成的DG并网点电压改变量可通过下式进行估算，其中
Figure BDA0002465090710000074
为所述区域并网点电压向量，
Figure BDA0002465090710000075
为并网点电压改变量。
Figure BDA0002465090710000076
Figure BDA0002465090710000077
即为操作灵敏度。
当前述操作灵敏度计算较为复杂时，可采用摄动法对操作灵敏度进行计算，即对功率附加一个变化量
Figure BDA0002465090710000078
通过潮流计算观测目标变量(如某节点电压值、电流值等)的变化值，从而获得操作灵敏度。
所述紧急预警事件列表；所述阀值和所述操作灵敏度列表可以15min或1h为周期进行更新，保证灵敏度的有效性，特别注意的是，当开关状态发生变位导致拓扑发生改变时，将立即更新列表。
这样在发生紧急故障时直接由快速控制管理单元对PCS进行控制，显著提高控制速度。
较佳的实施例中，增加云平台服务单元，部署在云端的综合应用单元，实现多个所述区域内3S集成控制单元的统一管理，并更新所述快速控制管理单元的所述紧急预警事件列表、所述阀值与所述操作灵敏度列表。完成储能单元的集中状态监测及分析，多所述区域储能集中控制、储能单元集中运维功能，支持基于分布式储能的综合能源服务。该平台的引入可以实现“聚零为整”，以单个区域为单位，通过多区域共同控制，实现多区域储能单元的综合控制，
以长时间尺度10kV馈线整体负荷削峰填谷运行为例，云平台计算目标值，其计算方程可以表述如下：
Figure BDA0002465090710000081
式中，fopt(·)为优化计算式表达，
Figure BDA0002465090710000082
为t时刻负荷i(loadi)预测值，所述负荷预测值由云平台单元计算给出，
Figure BDA0002465090710000083
为t时刻间歇性可再生能源j(iterj)预测值，所述间歇性可再生能源预测值由云平台计算给出，
Figure BDA0002465090710000084
为t时刻区域k下所有储能单元(BESSk)优化值，Φload为所述10kV馈线下属所有负荷的集合，Φiter为所述10kV馈线下属所有间歇性可再生能源集合，ΦBESS为所述10kV馈线下属所有储能的集合。
Figure BDA0002465090710000085
为t时刻区域k下储能单元目标调节值。通过这种方式，可以实现将各区域储能共同加入负荷削峰填谷优化计算中。所述云平台单元将所述目标调节值，并分别下发至所述3S集成控制单元，各所述3S集成控制单元将目标调节值分解至所述功率变换单元(分解方式与前述快速调节中的按比例调节一致)，各所述功率变换单元执行所述目标调节值。
以10kV馈线短时间功率波动平抑为例，
首先由云平台计算根据优化目标如(10kV馈线整体负荷削峰填谷运行)，计算各区域储能单元优化功率值，进行潮流计算，得到时刻t 10kV馈线与上级电网交换功率优化值
Figure BDA0002465090710000086
与区域k优化功率值
Figure BDA0002465090710000087
这两部分值即为目标指导值。所述3S集成控制单元根据目标指导值生成目标调节值，其控制方程表述如下：
Figure BDA0002465090710000088
式中，θfeeder为该10kV馈线与上级电网交换功率值，该值由所述3S集成控制单元量测获得。Δθfeeder为交换功率控制误差值，θrgn,k为所述区域k实际功率值，该值由所述3S集成控制单元量测获得。Δθrgn,k为区域功率控制误差值。αk为区域k承担比例值，且满足
Figure BDA0002465090710000091
所述3S集成控制单元根据所述控制方程生成目标调节值，并转发至所述功率变换单元各所述功率变换单元执行所述目标调节值。
综上，云平台单元可以在单个储能控制能力有限的情况下对多区域储能进行综合控制，既可以提高整体容量实现削峰填谷，又可以发挥分布式储能特点，通过区域实时调整，实现馈线整体运行情况的优化。
一种基于“3S+云”架构的储能集群快速控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：对电池单元的服务类型进行分类，服务类型根据特点可分为长时间尺度服务类型、短时间尺度服务类型和紧急服务类型。所述服务类型在云平台服务单元中进行调整，当新服务需求接入时，选择所述服务类型。长时间尺度服务类型以日或小时为周期进行，包括但不限于储能集群优化计算，负荷曲线削峰填谷，能源范围内供给路径优化。所述短时间尺度服务类型以分钟或秒为周期进行，包括但不限于间歇性可再生能源实时消纳，负荷快速波动平抑等功能。所述紧急服务类型为针对电网或者设备故障产生的ms级别响应服务，包括但不限于电网频率越限，电网电压越限等功能。紧急服务类型进入步骤S2，长时间尺度服务类型转步骤S3，短时间尺度服务类型转步骤S4。
步骤S2：紧急服务类型处理方法如下：
步骤S21：所述云平台服务单元采集电网参数，以1小时为周期生成紧急预警事件列表(如电压越限事件)、所述阀值(电压：上限0.95，下限1.05)及操作灵敏度列表(如0.0035V/kW)，并下发至快速控制管理单元。
步骤S22：所述快速控制管理单元根据所述紧急预警事件列表中的参数名称实时采集对应关键节点的参数值，计算偏离值(如电压0.96，偏差0.01)，计时器t＝t+1，t表示控制循环的计数，所述关键节点为10kV馈线上的配电节点，若所采集关键节点参数超出阀值转步骤S23，若所采集关键节点参数未超出所述阀值转步骤S25。
步骤S23：计时器t＝0，快速控制管理单元根据操作灵敏度列表与所述采集关键节点参数生成目标调节值一，通过偏差值/灵敏度的方式计算，提升计算速度，降低计算资源损耗。
步骤S24：所述快速控制管理单元切断所述3S集成控制单元对所述功率变换单元的控制通道，并将所述目标调节值一直接发送至所述功率变换单元(PCS)。
步骤S25：所述功率变换单元执行所述目标调节值一，转步骤S22。
步骤S26：若当前所述3S集成控制单元与所述功率变换单元的控制通道为断开状态且t>T，则恢复控制通道，T为设定的死区时间范围，并转步骤S22。反之，或者调节未完成，如负荷持续下降等，需要进一步生成调整值，或者刚刚进行调整，尚处于死区范围内，避免震荡控制，直接转步骤S22。
步骤S3：长时间尺度服务类型处理方法如下：
步骤S31：所述云平台服务单元采集电网参数及多个区域内3S集成控制单元的信息，以1小时为周期，根据服务内容生成目标调节值二(如储能削峰目标值)，并分别下发至所述3S集成控制单元，发挥各储能作用，分别进行功率调整。
步骤S32：各所述3S集成控制单元将目标调节值二分解至对应功率变换单元。
步骤S33：各所述功率变换单元执行目标调节值二。
步骤S4：短时间尺度服务类型处理方法如下：
步骤S41：所述云平台服务单元采集电网参数，以1小时为周期，根据服务内容生成针对某区域的短时间尺度服务目标指导值(如短时间功率波动平抑的目标值)，对不需要目标指导值的服务亦可不下发该值，如区域自治，尽量减少于上级电网功率交互即可，将目标指导值下发至对应区域所述3S集成控制单元，各***分别执行对应指令，可实现能源供给路径进行优化调整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***，其特征在于：包括一个以上的电池单元、一个以上的电池管理优化单元、一个以上的功率变换单元、3S集成控制单元、快速控制管理单元、云平台服务单元，电池单元连接在馈线上，馈线上同一配电节点的所有电池单元组成一个区域，每个区域配置一个电池管理优化单元和功率变换单元，同区域内的电池单元均与同区域内的电池管理优化单元连接，所述电池管理优化单元与同区域内的功率变换单元通信连接，所述功率变换单元通信分别与3S集成控制单元、快速控制管理单元通信连接，所述3S集成控制单元、快速控制管理单元连接分别与云平台服务单元通信连接，其中：
所述电池管理优化单元用于采集所述电池单元的电压、电流及温度信息；
所述3S集成控制单元用于根据采集的电压、电流及温度信息计算荷电状态SOC、电池的健康状态SOH、电压、电流、温度采样值转换、上下电控制，并收集区域内电池管理优化单元、功率变换单元相关信息，根据所述云平台服务单元控制需求对功率变换单元的控制；
所述快速控制管理单元实时获取区域内配电节点的量测值，根据紧急预警事件列表与阈值触发，切断3S集成控制单元对所述功率变换单元的控制，并根据操作灵敏度列表和采集信息直接控制所述功率变换单元；
所述功率变换单元根据快速控制管理单元、3S集成控制单元的控制指令通过电池管理优化单元对所管辖范围的电池单元充电或将电池电能逆变为交流电能；
所述云平台服务单元部署在云端的综合应用***，实现多个区域内3S集成控制单元的管理，并更新快速控制管理单元的紧急预警事件列表、阈值与操作灵敏度列表；根据电网参数、紧急预警事件列表、阈值与操作灵敏度列表对快速控制管理单元、3S集成控制单元下发控制指令。
2.根据权利要求1所述基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***，其特征在于：所述电池单元包括依次连接的电池簇、高压箱、汇流柜。
3.根据权利要求1所述基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***，其特征在于：10kV馈线上同一配电节点的所有电池单元组成一个区域。
4.一种采用权利要求1-3任一所述的基于“3S+云”架构的储能集群快速控制***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：对电池单元的服务类型进行分类，服务类型分为长时间尺度服务类型、短时间尺度服务类型和紧急服务类型；所述服务类型在云平台服务单元中进行调整，当新服务需求接入时，选择所述服务类型；
步骤S2：紧急服务类型处理方法如下：
步骤S21：所述云平台服务单元采集电网参数，以定时一为周期生成紧急预警事件列表、阈值及操作灵敏度列表，并下发至快速控制管理单元；
步骤S22：所述快速控制管理单元根据所述紧急预警事件列表中的参数名称实时采集对应关键节点的参数值，计时器t＝t+1，t表示控制循环的计数，所述关键节点为馈线上的配电节点，若所采集关键节点参数超出阈值转步骤S23，若所采集关键节点参数未超出所述阈值转步骤S26；
步骤S23：计时器t＝0，快速控制管理单元根据操作灵敏度列表与所述采集关键节点参数生成目标调节值一；
步骤S24：所述快速控制管理单元切断所述3S集成控制单元对所述功率变换单元的控制通道，并将所述目标调节值一直接发送至所述功率变换单元；
步骤S25：所述功率变换单元执行所述目标调节值一，转步骤S22；
步骤S26：若当前所述3S集成控制单元与所述功率变换单元的控制通道为断开状态且t>T，则恢复控制通道，T为设定的死区时间范围，并转步骤S22；反之直接转步骤S22；
步骤S3：长时间尺度服务类型处理方法如下：
步骤S31：所述云平台服务单元采集电网参数及多个区域内3S集成控制单元的信息，以定时二为周期，根据服务内容生成目标调节值二，并分别下发至所述3S集成控制单元；
步骤S32：各所述3S集成控制单元将目标调节值二分解至对应功率变换单元；
步骤S33：各所述功率变换单元执行目标调节值二；
步骤S4：短时间尺度服务类型处理方法如下：
步骤S41：所述云平台服务单元采集电网参数，以定时三为周期，根据服务内容生成针对某区域的短时间尺度服务目标指导值，对不需要目标指导值的服务亦可不下发该值，将目标指导值下发至对应区域所述3S集成控制单元；
步骤S42：所述3S集成控制单元根据目标指导值生成目标调节值三，并转发至功率变换单元；
步骤S43：所述功率变换单元执行所述目标调节值三。
5.根据权利要求4所述控制方法，其特征在于：所述长时间尺度服务类型以日或小时为周期进行，包括储能集群优化计算、负荷曲线削峰填谷、能源范围内供给路径优化。
6.根据权利要求4所述控制方法，其特征在于：所述短时间尺度服务类型以分钟或秒为周期进行，包括间歇性可再生能源实时消纳、负荷快速波动平抑。
7.根据权利要求4所述控制方法，其特征在于：所述紧急服务类型为针对电网或者设备故障产生的ms级别响应服务，包括电网频率越限、电网电压越限。
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