储能协调控制装置(PMS)

 

适用范围

Scope of application

 

风电、太阳能等新能源的大规模开发利用是实现可持续发展、优化能源结构、改善环境质量的有效途径。然而,新能源发电的波动性、间歇性仍然是制约其大规模应用的主要因素。

 

在不断探索解决方法的研究中,大规模储能技术发展越来越迅速。电池储能系统(BESS)具有负荷调节、配合新能源接入、提高电能质量等功能。在新能源发电电源出口侧安装储能电站以平抑其功率波动,可以将新能源发电电源转化为可调度的电源,将有助于减少新能源发电的波动性对于电力系统的冲击。

 

近年来,大规模储能电站的建设逐步发展,出现了几十兆瓦甚至更大规模的储能电站。这些储能电站的储能变流器(PCS)数量通常达到几十台甚至几百台。同一电站内同时布置如此多的电池组和PCS,就出现了协调控制的问题。因此,需要一个控制装置将所有的 PCS 集中起来协调控制, 不仅使得储能电站的整体性能特别是暂态性能得到改善和提升,还能控制各个 PCS 及电池组的充放电特性达到均衡状态。

 

保护功能

Protection function

 

南京鼎臻DPS-8619储能协调控制装置(PMS)主要能够实现以下功能:

 

  • 实现多种高级应用功能

与 PCS 配合使用,可以实现包括:PQ 控制、计划曲线、调频、调压等功能。

 

  • PQ 控制功能:控制储能系统的有功输出和无功输出,配合新能源发电电源,快速响应上层控制器的功率指令;

 

  • 计划曲线功能:设置储能系统的充、放电计划曲线,使其根据计划曲线有规律地自行充、放电;

 

  • 调频、调压功能:根据电网系统的频率以及电压,自主调节储能系统的有功、无功,从而实现辅助调频、调压的作用;

 

  • 与能量管理系统(EMS)、PCS 之间实时、准确、灵活地通讯

支持通用的IEC104/IEC61850 电力通讯规约,可通过网口或者光纤通讯,实现与EMS 进行通讯;

提供基于高速光纤通讯的高速主机间通讯协议实现协调控制装置与 PCS 之间的通讯,满足功率快速控制的要求,通讯延迟<1ms。

 

  • 多种控制模式切换,实现不同功能需求

根据现场实际运行工况需求,可以灵活选择储能系统当前的应用功能,如 PQ 控制、计划曲线、调频、调压等。

 

  • 完备的自检和保护功能

自检的范围覆盖采集单元、IO 单元、变流器通讯单元等相关设备。自诊断的周期确保在1ms内检测到系统内部的故障,并做出相应的响应,有效保障整个储能系统的正常运行。

 

  • 暂态故障录波功能

系统能连续记录故障前和故障后一段时间内的信号。可以用于故障分析,文件格式为标准的 COMTRADE 格式。

 

 

测控功能

Measurement and control function

 

  • 21路遥信开入

 

  • 可配17路开出

 

  • 支持2路出线。可提供2组母线并网点电压(Ua1、Ub1、Uc1、Ua2、Ub2、Uc2),并网点测量电流(Iam1、Ibm1、Icm1、Iam2、bm2、Icm2)。

 

  • 可配3路直流量输入

 

  • 可配8路直流量输出

 

 

保护信息功能

Information protection function

 

  • 运行、异常、快速调频动作、快速调压动作指示

 

  • 事件SOE记录

 

  • 装置描述的就地和远方查看

 

  • 设备参数的就地和远方查看、修改功能

 

  • 定值和区号的就地和远方查看、修改功能

 

  • 软压板状态的就地和远方查看功能,遥控和就地投退功能

 

  • 装置开入状态的就地和远方查看

 

  • 装置模拟量的就地和远方查看

 

  • 装置运行状态(包括保护动作元件的状态和自检报警信息等)的就地和远方查看

 

  • 就地和远方对装置信号复归

 

  • 故障录波上送功能

 

 

管理功能

Management function

 

  • 故障录波

整组启动记录启动前500个周波、启动后2500个周波的波形。

保护动作记录启动前500个周波、启动后2500个周波。

 

  • 正常波形

可记录3000个周波的波形,以供记录或校验极性。

 

  • 故障事件报告

可循环记录128次保护动作报告、16次故障录波。

 

  • 运行报告

可循环记录128次装置运行报告。

 

  • 保护报警

可循环记录128次异常报警报告。

 

  • 保护启动

可循环记录128次保护启动报告。记录保护动作的动作和复归时间。

 

  • SOE记录

可循环记录256次开关量变位报告。开关量变位包括各种开入状态变位。

 

  • 遥控记录

可循环记录128次遥控操作。生成遥控操作记录,记录内容包含命令来源、操作时间、操作命令、操作步骤、操作结果。

 

  • 自检记录

可循环记录128次装置自检报告。

 

  • 运行记录

可循环记录128次装置运行报告。记录装置上电、装置掉电、装置复归、整定退出、调试退出、掉电退出等信息。

 

  • 操作记录

可循环记录128次操作记录。记录装置就地信号复归、远方信号复归、事故报告清除、动作记录清除、告警记录清除等信息。

 

 

性能特征

Performance characteristics

 

DPS-8619储能协调控制装置具有如下显著特点:

 

(1)采用南京鼎臻自动化科技有限公司高性能高可靠性的 DEPC平台,友好的人机界面;

 

(2)功能强大的选配插件能够满足现场各种需要;

 

(3)装置采用全封闭机箱,强、弱电严格分开,取消传统背板配线方式,同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施,装置的抗干扰能力大大提高,对外的电磁辐射也满足相关标准;

 

(4)高性能的通用型硬件平台,强大的实时计算能力

采用继电保护级嵌入式平台,基于32位高性能的DSP+ARM双核处理器及FPGA,DSP核完成保护运算与出口逻辑,ARM核实现事件记录、故障录波、人机接口及后台通信等功能。高性能的硬件保证了装置直采并网点电压电流,实现毫秒级电压频率跟踪、含谐波高精度测频。并配备实时多任务操作系统,硬件平台与软件平台高度统一,实现大容量、高精度的快速实时运算与信息处理。

采用内部高速总线和智能I/O,装置硬件配置灵活,具有通用、易于扩展、易于维护的特点。

总线上任何智能板卡的失效均会用硬件闭锁出口逻辑,保证装置不出现误动。

 

(5)多种先进控制算法和策略配合

应对通讯延时长,逆变器调节慢诸多问题,建立对象模型,采用先进PID、模糊专家控制算法,灵活配置变流器闭环优选控制、闭环群体均分控制等策略,“一站一策”,现场配参、调参实现最优化快速一次调频目标。

 

(6)调控指标卓越

装置测量精度高,控制速度快,调控效果优。

 

(7)双重化采样

采用双重化采样及互校技术,确保保护采样的可靠性和保护行为的正确性。

 

(8)软件模块化设计

装置提供完备的保护功能,各保护元件按模块化设计,相互独立,可灵活配置。

 

(9)强电磁兼容性

整体面板、全封闭机箱,强弱电严格分开,取消传统背板配线方式,同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施,装置的抗干扰能力大大提高,对外的电磁辐射也满足相关标准。

 

(10)调试维护方便

具有友好的人机接口,具备方便的现场装置测试功能。

 

(11)强大的通信功能

具有RS485、以太网、光纤等多种通信接口,便于各种通信方式实现。具有灵活的通信方式,配有最多10个100Mbps以太网接口以及一个调试网口,8个RS-485/232复用串口,其中1个可复用为调试串口,2组光口。支持电力行业通信标准 DL/T634.5101规约、DL/T634.5104规约、IEC 61850规约、Modbus RTU以及开放型Modbus/TCP规范1.0等规约。

 

(12)可选多种对时方式

对时接口可支持多种GPS对时方式,包括IRIG-B、SNTP等对时方式。

 

(13)完善的事件记录功能

可记录128次故障及动作报告,16次故障波形,128次自检报告、256次变位报告、128次遥控报告及128次运行报告。

 

(14)丰富的PC机辅助软件

基于Win7、Win10和Win11的PC机辅助软件,界面友好,方便装置在现场的设置和调试。

 

(15)灵活的后台通信方式,配有以太网通讯接口(可选超五类线或光纤);

 

(16)适应高海拔应用<3000 米;

 

(17)装置电源支持交直流供电。

 

 

装置硬件

Device hardware