摘 要:构建以新能源为主体的新型电力系统的关键,在于提升系统的灵活性。储能作为重要的调节资源,对于促进新能源高比例消纳、保障电力安全供应和提高电力系统运行效率具有重要作用。对储能电站而言,储能协调控制器作为储能系统的大脑,承担着优化电能质量、提高新能源电网稳定等枢纽作用。为验证储能协调控制器的性能,搭建基于网络构架的协调控制器闭环试验平台,对储能协调控制器的一次调频,无功调压及主备切换等关键技术进行试验研究,试验方法和试验结果有力地验证协调控制器的各项功能,为后续储能协调控制器在工程现场的应用提供试验支撑。
关键词:储能;协调控制;一次调频;无功调压;主备切换
引言
随着新能源风电、光伏发电等间歇性、波动性电源接入电网规模的不断扩大,以及分布式电源在配网应用规模的不断扩大,电网系统的能量供需平衡及调节能力将面临巨大挑战。储能技术具备功率控制能力及快速响应特性,为电力系统提供一种有效解决功率不平衡的方法,可大大增加电网运行控制的主动性。储能协调控制器是一种具备检测并网点的电压频率和功率，可接受调度和电化学储能电站监控系统的调控指令，控制多台储能变流器，实现整站一次调频、动态无功调压等控制功能的装置。
作为储能系统的指挥枢纽，协调控制器是储能电站的核心设备,肩负着电站一、二设备功率协调控制和信息交互等作用。针对协调控制器试验手段不充分的情况,为加快协调控制器的工程应用进程,有必要对一次调频、无功调压及主备切换等关键技术进行试验研究。本文搭建了基于网络构架的协调控制器试验平台对协调控制器的关键技术进行了闭环测试，为储能新设备在工程现场调试与应用提供技术手段。
1.产品介绍
安科瑞ACCU-100微电网协调控制器是一种应用于微电网、分布式发电、储能等领域的智能协调控制器。装置满足系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩等设备的接入，通过对微电网系统进行实时数据采集分析，监视光伏、风能、储能系统、充电桩运行状态及健康状况，并在此基础上以安全经济优化运行为目标，获取控制策略进而对微电网实施调节控制，实现微电网分布式能源、储能系统、负荷的实时动态调节功能，促进新能源就地化消纳，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现微电网的需求管理，提高微电网运行效率、降低供电成本，保障微电网安全、可靠、经济运行。
2.产品特点
ACCU-100微电网协调控制器具备以下功能特点：
数据采集：支持串口、以太网等多通道实时运行，满足各类风电与光伏逆变器、储能等设备接入；
通讯管理：支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信规约，可实现云边协同（结合安科瑞智慧能源管理云平台进行远程运维）、OTA 升级、就地/远程切换、本地人机交互（选配）；
边缘计算：灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、逻辑控制、断点续传、数据加密、4G 路由；
策略管理：防逆流、计划曲线、削峰填谷、需量控制、有功/无功控制、光储协调等，并支持策略定制;
系统安全：基于不可信模型设计的用户权限，防止非法用户侵入；基于数据加密与数据安全验证技术，采用数据标定与防篡改机制，实现数据固证和可追溯；
运行安全：采集分析包括电池、温控及消防在内的全站信号与测量数据，实现运行安全预警预测。
- 产品参数
ACCU-100微电网控制器主要负责工商业光储充新能源电站的数据采集、本地控制策略以及云端数据的交互。支持容量为：储能容量:≤400kW，光伏容量:≤400kWp。
图 3-1 ACCU-100 产品示意图
ACCU-100 微电网控制器典型的硬件配置与附件参数如下表 3-1 所示。
表 3-1 典型配置参数表
- 系统架构
图 4-1 系统架构图
ACCU-100 协调控制器：控制储能设备、分布式能源、可调负荷设备的出力与电力需求，并能根据经济效益模型在满足调度的前提下，进行光储置换，减少弃光。并与云端平台进行交互，响应云端策略配置。
智慧能源管理云平台 EMS3.0：满足跨站点，跨区域海量数据的接入，通过数据分析实现各站点资源类、电量类、损耗类、指标类、维护类、贡献类等指标计算与管控，并通过多样化预测，分析发电与用电趋势结合电价数据、生产计划、负荷需求，提供控制方案。同时提供远程监控与运维功能。
5.性能指标
表5-1ACCU-100协调控制器性能指标
- 能量调度
表6-1典型能量调度功能表
7.方案架构
8.主要功能
1)系统总览：实现微电网光伏、风电、储能、负荷、充电桩、环境数据的采集、监测、可视化展示、异常告警收益统计等功能。
2)设备监控：实现光伏组件、逆变器、PCS、BMS、充电桩等设备的发电、用电、充放电的状态监控，并支持事件查询、统计报表等功能。
3)功率预测：实现光伏短时和超短时功率预测，并经进行误差分析，同时对微电网内所有负荷，基于历史负荷数据，通过大数据分析算法，预测负荷功率曲线。
4)优化控制：协同光伏、风电、储能、负载等多种能源主体动态规划智能策略，实现储能、光伏协调控制，比如计划曲线、削峰填谷、防逆流、新能源消纳、需量控制等。
5)经济调度：根据光伏与负荷功率预测结果，结合分时电价电网交互功率、储能状态及约束条件，以用电成本低为目标，建立经济调度模型，采用深度学习算法解析微电网运行功率计划，系统通过将功率计划进行分解，实现对光伏、储能。
6)能源分析：具备微电网能耗及效益分析、微电网经济运行分析、多维度电量分析，并为智能化运维提供依据。
