具有新型协控系统的储能解决方案49P_49页_4mb

新型协控大容量储能系统解决方案总结

核心内容

汇川技术作为中国工业自动化控制与驱动技术的佼佼者，推出新型协控大容量储能系统解决方案，旨在提升储能系统的响应速度、控制一致性及稳定性，以适应新型电力系统的发展需求。该方案支持多种通信协议，包括IEC61850和EtherCAT，并具备高可靠性、高可扩展性及多种功能，如调频、调压、黑启动等，满足不同场景下的储能需求。

主要观点

1. 电力系统发展趋势

   • 在碳达峰与碳中和目标下，新能源（如光伏、风电）装机容量持续上升，电力系统正向源网荷储一体化发展。
   • 新能源占比增加导致电力系统具有更强的间歇性和波动性，储能系统在其中扮演关键角色。

2. 现有储能系统控制方案的不足

   • 快速性：IEC61850/GOOSE通信响应速度较慢，无法满足快速响应需求。
   • 一致性：通信指令变化频繁，导致不同PCS响应不一致，影响系统稳定性。
   • 稳定性：指令无法同时到达PCS，导致控制不精准。
   • 可扩展性：集中控制方式配置灵活性差，限制了系统的扩展能力。

3. 新型协控大容量储能系统解决方案

   • 采用分组分层控制架构，提升系统灵活性。
   • 引入EtherCAT协议，实现毫秒级响应和纳秒级同步，提升控制精度和系统稳定性。
   • 支持多种控制功能，包括一次调频、动态无功调压、黑启动、调峰、调压等，满足电网多场景需求。

关键信息

控制架构与功能

• EMS（能源管理层）：负责电网调度、电站管理、监控和优化策略。
• PMS（协调控制层）：实现PCS快速协调控制、就地监控、故障录波和紧急控制策略执行。
• PCS（储能变流器）：支持P/Q源和V/F源，具备高效率（最高99%）、快速充放电（30ms）、多种通信协议和多种功能（如VSG、黑启动、谐波治理等）。
• BAT+BMS（电池系统）：负责电池管理，保障电池安全与高效运行。

控制性能对比

关键产品介绍

• ESGU（能量存储控制单元）：

  • 作为EMS与储能机组之间的桥梁，支持多种通信协议，具备高同步性和数据采集能力。
  • 支持64个节点通信周期1ms，同步抖动小于1us。
  • 可实现多PCS协同控制，提升系统整体性能。

• CCU（协调控制系统）：

  • 高响应、高同步，支持多种通信协议（IEC104、Modbus、IEC61850、EtherCAT）。
  • 控制响应时间小于20ms，支持双机热备冗余。

• PLC（可编程逻辑控制器）：

  • 基于实时多任务操作系统，支持EtherCAT通信。
  • 配置多路通信接口，支持多种协议，提升系统集成度和扩展性。

• 网桥：

  • 支持EtherCAT协议，实现高周期数据交互和冗余通道。
  • 适用于大容量储能电网项目，提升系统可靠性。

• 分支器：

  • 支持EtherCAT通信，适用于多轴设备组网。
  • 具备星型拓扑结构，支持多节点通信。

储能应用场景

• 发电侧：

  • 火电调频：如国家电投江苏常熟发电有限公司2×1000MW机组储能调频项目。
  • 新能源配套：如内蒙古乌斯太9MW火电辅助调频电站、内蒙古乌拉特10MW火电调频项目、潍坊高密农光互补10MW/20MWh储能项目等。

• 电网侧：

  • 网侧电站：如国家电网霞浦100MW储能项目、湖南常德富能宝百兆瓦级多源融合技术实验验证平台等。

• 用户侧：

  • 峰谷套利：如江苏天工7MW储能项目。
  • 移动储能车：如浙能德诺移动储能电源车、天津平高移动储能车。
  • 电能治理：如新奥动力科技（廊坊）有限公司AFE电源、新凤鸣加弹车间有源滤波集中整流系统等。

• 离网风光柴蓄：

  • 如青海中广核曲麻莱离网光伏电站、西藏尼玛县可再生能源局域网工程等。

技术优势

• 高速通信：基于EtherCAT协议，实现毫秒级响应和纳秒级同步，提升系统控制精度。
• 高可靠性：支持双机热备和网络冗余，保障系统稳定运行。
• 高效率：最高效率可达99%，单机功率最大1725KW。
• 多技术路线：涵盖电化学储能、飞轮储能、液流储能等，满足多场景需求。

结论

汇川技术的新型协控大容量储能系统解决方案通过引入EtherCAT高速通信协议，优化控制架构和功能，显著提升了储能系统的响应速度、控制一致性与系统稳定性。该方案具备高可靠性、高可扩展性，适用于多种应用场景，包括发电侧、电网侧、用户侧及离网风光柴蓄等。其多技术路线和灵活配置能力，为未来新型电力系统的发展提供了强有力的技术支持。