CN217546078U - 用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构 - Google Patents
用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN217546078U CN217546078U CN202221363803.XU CN202221363803U CN217546078U CN 217546078 U CN217546078 U CN 217546078U CN 202221363803 U CN202221363803 U CN 202221363803U CN 217546078 U CN217546078 U CN 217546078U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- power station
- coordination
- storage power
- coordination controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本实用新型提出一种用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构：协调控制组件PMS连接在储能电站能量管理***EMS和多组储能变流器PCS之间；所述协调控制组件PMS包括相连接的一个储能电站协调控制器和多个子***协调控制器；每一所述子***协调控制器连接多个储能变流器PCS；每一所述储能变流器PCS连接一组电池管理***BMS；所述子***协调控制器和储能变流器PCS通过EtherCAT通讯板卡连接。其基于协调控制组件PMS，形成新的储能电站分层分组组网结构及其连接的拓扑形式，为实现更优的大型储能电站分层分组协调功率控制提供网络拓扑和硬件构成的基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能电站及其通信和控制网络技术领域，尤其涉及一种用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构。
背景技术
随着新能源储能在电力***中的应用逐渐广泛，单个储能电站的容量向百兆瓦级甚至更大的趋势发展。大规模储能电站包含更大数量的储能电池组，对不同储能电池组之间的精准协调控制有更高的要求。如说明书附图3所示，传统储能电站采用基IEC61850的GOOSE协议集中控制，缺乏分组分层协调控制，无法满足大量储能电池组及PCS快速同步功率控制的需求，且***配置灵活性差，***调试与维护不便。
实用新型内容
为了克服现有技术当中存在的缺陷和不足，本实用新型提出了一种用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构，基于协调控制组件PMS，形成新的储能电站分层分组组网结构及其连接的拓扑形式，为实现更优的大型储能电站分层分组协调功率控制提供网络拓扑和硬件构成的基础。
其具体采用以下技术方案：
一种用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构，其特征在于：协调控制组件PMS连接在储能电站能量管理***EMS和多组储能变流器PCS之间；所述协调控制组件PMS包括相连接的一个储能电站协调控制器和多个子***协调控制器；每一所述子***协调控制器连接多个储能变流器PCS；每一所述储能变流器PCS连接一组电池管理***BMS。
所述子***协调控制器和储能变流器PCS通过EtherCAT通讯板卡及通信介质连接。其中，所述通信介质具体可以采用网线或光纤。
进一步地，所述储能电站协调控制器、子***协调控制器和储能变流器PCS均带有EtherCAT通讯板卡与外设。
进一步地，所述储能电站能量管理***EMS与储能电站协调控制器之间，储能电站协调控制器与各子***协调控制器之间分别采用IEC61850通信协议通过星型拓扑连接；所述子***协调控制器与多组储能变流器PCS之间采用EtherCAT通信协议，通过Ethercat交换机以星型拓扑组网。
进一步地，采用所述双层EtherCAT协议组网：第一层EtherCAT网络以所述储能电站协调控制器作为主站，各子***协调控制器作为从站以环网拓扑连接；第二层EtherCAT网络以子***协调控制器作为主站，储能变流器PCS作为从站以环网拓扑进行连接；由IEC61850通信网络连接所述储能电站能量管理***EMS、储能电站协调控制器、子***协调控制器和储能变流器PCS。
本实用新型及其优选方案提供了一种新的针对储能电站控制的组网结构，以形成分层分组的组网形式，在此基础上可以在组网中融入EtherCAT协议，以利用EtherCAT协议的快速同步通信能力，可以有效提升含大量储能电池组的大型储能电站功率控制响应速率和同步率，提升通信可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
图1是本实用新型实施例基于IEC61850与EtherCAT协议组网示意图；
图2是本实用新型实施例基于双层EtherCAT协议组网示意图；
图3是现有储能电站控制***架构示意图。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
对如图3所示的现有技术储能电站采用基IEC61850的GOOSE协议集中控制结构进行改进和调整是本实用新型的发明目的。
在本实用新型的结构设计中，核心部分包括以下两个要点：
其一在于：采用协调控制组件PMS连接在储能电站能量管理***EMS和多组储能变流器PCS之间，是构成分组分层控制的硬件装置基础。
其中，协调控制组件PMS包括相连接的一个储能电站协调控制器和多个子***协调控制器；每一子***协调控制器连接多个储能变流器PCS；每一储能变流器PCS连接一组电池管理***BMS。
其二在于：将子***协调控制器和储能变流器PCS通过EtherCAT通讯板卡连接，通信介质一般可以采用网线或光纤。其目的是在于可以在组网中融入EtherCAT协议，以提升组网的通信能力。
以上PMS、EMS和PCS等设备组件都属于现有技术，本实用新型提供的是其组网的结构新方案。
在此基础上，可以使储能电站协调控制器、子***协调控制器和储能变流器PCS均带有EtherCAT通讯板卡与外设。以进一步提升EtherCAT协议在组网中的融合程度。
本实施例在基本设计的基础上，对于组网拓扑提供了以下两种具体的实施方式：
如图1所示，为采用IEC61850与EtherCAT协议组网方案：储能电站能量管理***EMS与储能电站协调控制器之间，储能电站协调控制器与各子***协调控制器之间分别采用IEC61850通信协议通过星型拓扑连接；子***协调控制器与多组储能变流器PCS之间采用EtherCAT通信协议，通过Ethercat交换机以星型拓扑组网。
如图2所示，为双层EtherCAT协议组网方案：第一层EtherCAT网络以储能电站协调控制器作为主站，各子***协调控制器作为从站以环网拓扑连接；第二层EtherCAT网络以子***协调控制器作为主站，储能变流器PCS作为从站以环网拓扑进行连接；由IEC61850通信网络连接储能电站能量管理***EMS、储能电站协调控制器、子***协调控制器和储能变流器PCS。
以上即为本实用新型提供的以组网结构为核心的装置方案。
为了使本领域技术人员更好理解本设计的意义，以下结合储能电站通信和控制方面的现有技术和公知常识，对本设计进行进一步的应用前景的解读，但不应视为对本实用新型装置结构的限定：
首先，该设计可以使在图3所示的传统储能电站控制方案上增加协调控制层，以便利用总协调控制器与子***协调控制器的分层指令下发，实现对大容量储能电站的分组分层控制。
在此结构下，全站控制结构包含三层：1、EMS能量管理层，即储能电站能量管理***EMS，其功能是对接电网调度指令、开展电站级***管理及电池***监控。2、PMS协调控制层，包括储能电站协调控制器及子***协调控制器，其功能是对多组PCS及储能电池组开展协调控制，以实现大规模储能电站的协同快速响应。3、PCS储能变流器，其功能是接收子***协调控制器指令，直接开展电池组有功、无功功率控制。
储能电站协调控制器的作用是：从并网点电流互感器、电压互感器接收电流、电压采样数据，用于计算功率控制目标值；从EMS能量管理层获取电网对储能电站的有功、无功控制指令；向各组储能子***协调控制器下发功率控制指令。
储能电站子***协调控制器的作用是：每个子***协调控制器负责一个储能电池组（包含多个PCS）的功率控制，通过EtherCAT协议实现多个PCS的快速协同控制。
在EtherCAT协议的框架下，储能电站协调控制器与储能子***协调控制器具备EtherCAT主站控制功能，储能子***协调控制器与储能双向变流器具备EtherCAT从站功能。
在提供的两种网络拓扑结构中，储能电站协调控制器与下属储能子***协调控制器采用IEC61850协议和/或EtherCAT协议通讯。其中，IEC61850网络主要用于传输常规控制指令、监测数据等，EtherCAT网络主要用于传输快速协调控制指令。
储能电站能量管理***EMS在接收到电网的功率控制指令后，通过IEC61850网络下发功率控制指令至储能电站协调控制器；储能电站协调控制器结合储能并网的母线采集的电气数据，经EtherCAT网络向储能子***协调控制器及下属的各组储能变流器下发实时控制信号。通过分组控制，提升对大量储能电池组控制的通信效率并降低故障率。各设备的监控、记录数据通过IEC61850组网上送至能量管理***，用于记录、查看及异常状态告警。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构，其特征在于：协调控制组件PMS连接在储能电站能量管理***EMS和多组储能变流器PCS之间；所述协调控制组件PMS包括相连接的一个储能电站协调控制器和多个子***协调控制器；每一所述子***协调控制器连接多个储能变流器PCS；每一所述储能变流器PCS连接一组电池管理***BMS；所述子***协调控制器和储能变流器PCS通过EtherCAT通讯板卡及通信介质连接。
2.根据权利要求1所述的用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构，其特征在于：所述储能电站协调控制器、子***协调控制器和储能变流器PCS均带有EtherCAT通讯板卡与外设。
3.根据权利要求1所述的用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构，其特征在于：所述储能电站能量管理***EMS与储能电站协调控制器之间，储能电站协调控制器与各子***协调控制器之间分别采用IEC61850通信协议通过星型拓扑连接；所述子***协调控制器与多组储能变流器PCS之间采用EtherCAT通信协议，通过Ethercat交换机以星型拓扑组网。
4.根据权利要求2所述的用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构，其特征在于：采用双层所述EtherCAT协议组网：第一层EtherCAT网络以所述储能电站协调控制器作为主站，各子***协调控制器作为从站以环网拓扑连接；第二层EtherCAT网络以子***协调控制器作为主站，储能变流器PCS作为从站以环网拓扑进行连接；由IEC61850通信网络连接所述储能电站能量管理***EMS、储能电站协调控制器、子***协调控制器和储能变流器PCS。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221363803.XU CN217546078U (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221363803.XU CN217546078U (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217546078U true CN217546078U (zh) | 2022-10-04 |
Family
ID=83444027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221363803.XU Active CN217546078U (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217546078U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116192564A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-05-30 | 安徽中科智充新能源科技有限公司 | 一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制*** |
| CN116706954A (zh) * | 2023-06-19 | 2023-09-05 | 广东新型储能国家研究院有限公司 | 一种基于iec61850的储能分层分级的控制***及控制方法 |
-
2022
- 2022-06-02 CN CN202221363803.XU patent/CN217546078U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116192564A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-05-30 | 安徽中科智充新能源科技有限公司 | 一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制*** |
| CN116706954A (zh) * | 2023-06-19 | 2023-09-05 | 广东新型储能国家研究院有限公司 | 一种基于iec61850的储能分层分级的控制***及控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN217546078U (zh) | 用于大型储能电站分层分组协调功率控制的组网结构 | |
| CN203398797U (zh) | 一种双模式储能装置的多机并联控制*** | |
| CN104201672A (zh) | 一种新型的微网***控制装置 | |
| CN103872775B (zh) | 一种智能微网监控***及监控方法 | |
| CN104300604A (zh) | 一种电动汽车充换电站监控*** | |
| CN113690978A (zh) | 电池管理*** | |
| CN112073224A (zh) | 一种智能变电站间隔电气设备测控***及方法 | |
| CN114559846A (zh) | 储能电站管理装置及管理方法 | |
| CN102832708B (zh) | 基于多级综合服务器架构的智能变电站 | |
| CN114498709A (zh) | 一种高速协同的分布式储能控制*** | |
| CN116192564A (zh) | 一种基于EtherCAT环网架构的储能电站快速控制*** | |
| CN218124720U (zh) | 储能功率快速控制的网络架构及储能通讯*** | |
| CN115765194B (zh) | 基于双监控网络的船舶电力监控*** | |
| CN109361228B (zh) | 一种基于分布式电池储能的多代理控制***及方法 | |
| CN202651896U (zh) | 一种微电网协调控制*** | |
| CN111198548B (zh) | 基于智能节点重叠网的电力***和信息***联合调度*** | |
| CN212162825U (zh) | 基于分布式储能***多参数动态调整柔性充放电控制*** | |
| Zhang et al. | Research on distribution network status management system based on cloud platform | |
| CN218415914U (zh) | 一种多环网实时通信的gw级储能能量管理装置 | |
| CN110572449A (zh) | 储能电站bms与pcs多通路协同通信***及方法 | |
| CN219843615U (zh) | 电站网络控制***及抽水蓄能电站 | |
| CN109245303A (zh) | 一种改进型分布式微网分层控制方法及*** | |
| CN109256863A (zh) | 一种微电网能量控制方法及微电网*** | |
| CN217957094U (zh) | 梯级水电站的远程集中控制网络组网结构 | |
| CN218783629U (zh) | 一种组串式储能***及储能单元 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |