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摘 要:構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵,在于提升系統(tǒng)的靈活性。儲能作為重要的調(diào)節(jié)資源,對于促進(jìn)新能源高比例消納、保障電力安全供應(yīng)和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率具有重要作用。對儲能電站而言,儲能協(xié)調(diào)控制器作為儲能系統(tǒng)的大腦,承擔(dān)著*化電能質(zhì)量、提高新能源電網(wǎng)穩(wěn)定等樞紐作用。為驗證儲能協(xié)調(diào)控制器的性能,搭建基于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的協(xié)調(diào)控制器閉環(huán)試驗平臺,對儲能協(xié)調(diào)控制器的一次調(diào)頻,無功調(diào)壓及主備切換等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行試驗研究,試驗方法和試驗結(jié)果有力地驗證協(xié)調(diào)控制器的各項功能,為后續(xù)儲能協(xié)調(diào)控制器在工程現(xiàn)場的應(yīng)用提供試驗支撐。

關(guān)鍵詞:儲能;協(xié)調(diào)控制;一次調(diào)頻;無功調(diào)壓;主備切換

引言

隨著新能源風(fēng)電、光伏發(fā)電等間歇性、波動性電源接入電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,以及分布式電源在配網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大,電網(wǎng)系統(tǒng)的能量供需平衡及調(diào)節(jié)能力將面臨巨大挑戰(zhàn)。儲能技術(shù)具備功率控制能力及快速響應(yīng)特性,為電力系統(tǒng)提供一種有效解決功率不平衡的方法,可大大增加電網(wǎng)運(yùn)行控制的主動性。儲能協(xié)調(diào)控制器是一種具備檢測并網(wǎng)點的電壓頻率和功率，可接受調(diào)度和電化學(xué)儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)控指令，控制多臺儲能變流器，實現(xiàn)整站一次調(diào)頻、動態(tài)無功調(diào)壓等控制功能的裝置。

作為儲能系統(tǒng)的指揮樞紐，協(xié)調(diào)控制器是儲能電站的核心設(shè)備,肩負(fù)著電站一、二設(shè)備功率協(xié)調(diào)控制和信息交互等作用。針對協(xié)調(diào)控制器試驗手段不充分的情況,為加快協(xié)調(diào)控制器的工程應(yīng)用進(jìn)程,有必要對一次調(diào)頻、無功調(diào)壓及主備切換等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行試驗研究。本文搭建了基于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的協(xié)調(diào)控制器試驗平臺對協(xié)調(diào)控制器的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了閉環(huán)測試，為儲能新設(shè)備在工程現(xiàn)場調(diào)試與應(yīng)用提供技術(shù)手段。

1.產(chǎn)品介紹

安科瑞ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是一種應(yīng)用于微電網(wǎng)、分布式發(fā)電、儲能等領(lǐng)域的智能協(xié)調(diào)控制器。裝置滿足系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁等設(shè)備的接入，通過對微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，并在此基礎(chǔ)上以安全經(jīng)濟(jì)*化運(yùn)行為目標(biāo)，獲取控制策略進(jìn)而對微電網(wǎng)實施調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)微電網(wǎng)分布式能源、儲能系統(tǒng)、負(fù)荷的實時動態(tài)調(diào)節(jié)功能，促進(jìn)新能源就地化消納，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動；有效實現(xiàn)微電網(wǎng)的需求管理，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率、降低供電成本，保障微電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.產(chǎn)品特點

ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點：

數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實時運(yùn)行，滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲能等設(shè)備接入；

通訊管理：支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約，可實現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維）、OTA 升*、就地/遠(yuǎn)程切換、本地人機(jī)交互（選配）；

邊緣計算：靈活的報警閾值設(shè)置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、邏輯控制、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G 路由；

策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協(xié)調(diào)等，并支持策略定制;

系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；

運(yùn)行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號與測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運(yùn)行安全預(yù)警預(yù)測。

3. 產(chǎn)品參數(shù)

ACCU-100微電網(wǎng)控制器主要負(fù)責(zé)工商業(yè)光儲充新能源電站的數(shù)據(jù)采集、本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互。支持容量為：儲能容量:≤400kW，光伏容量:≤400kWp。

圖 3-1 ACCU-100 產(chǎn)品示意圖

ACCU-100 微電網(wǎng)控制器典型的硬件配置與附件參數(shù)如下表 3-1 所示。

表 3-1 典型配置參數(shù)表

4. 系統(tǒng)架構(gòu)

圖 4-1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器：控制儲能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負(fù)荷設(shè)備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益模型在滿足調(diào)度的前提下，進(jìn)行光儲置換，減少棄光。并與云端平臺進(jìn)行交互，響應(yīng)云端策略配置。

智慧能源管理云平臺 EMS3.0：滿足跨站點，跨區(qū)域海量數(shù)據(jù)的接入，通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)各站點資源類、電量類、損耗類、指標(biāo)類、維護(hù)類、貢獻(xiàn)類等指標(biāo)計算與管控，并通過多樣化預(yù)測，分析發(fā)電與用電趨勢結(jié)合電價數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃、負(fù)荷需求，提供控制方案。同時提供遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維功能。

5.性能指標(biāo)

表5-1ACCU-100協(xié)調(diào)控制器性能指標(biāo)

6. 能量調(diào)度

表6-1典型能量調(diào)度功能表

7.方案架構(gòu)

8.主要功能

1)系統(tǒng)總覽：實現(xiàn)微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、負(fù)荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、可視化展示、異常告警收益統(tǒng)計等功能。

2)設(shè)備監(jiān)控：實現(xiàn)光伏組件、逆變器、PCS、BMS、充電樁等設(shè)備的發(fā)電、用電、充放電的狀態(tài)監(jiān)控，并支持事件查詢、統(tǒng)計報表等功能。

3)功率預(yù)測：實現(xiàn)光伏短時和超短時功率預(yù)測，并經(jīng)進(jìn)行誤差分析，同時對微電網(wǎng)內(nèi)所有負(fù)荷，基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析算法，預(yù)測負(fù)荷功率曲線。

4)*化控制：協(xié)同光伏、風(fēng)電、儲能、負(fù)載等多種能源主體動態(tài)規(guī)劃智能策略，實現(xiàn)儲能、光伏協(xié)調(diào)控制，比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等。

5)經(jīng)濟(jì)調(diào)度：根據(jù)光伏與負(fù)荷功率預(yù)測結(jié)果，結(jié)合分時電價電網(wǎng)交互功率、儲能狀態(tài)及約束條件，以用電成本低為目標(biāo)，建立經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，采用深度學(xué)習(xí)算法解析微電網(wǎng)運(yùn)行功率計劃，系統(tǒng)通過將功率計劃進(jìn)行分解，實現(xiàn)對光伏、儲能。

6)能源分析：具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、多維度電量分析，并為智能化運(yùn)維提供依據(jù)。