一种电化学储能电站AGC模型及其控制方法与流程

本发明涉及电力系统的运行与调度自动化，具体地，涉及一种电化学储能电站agc系统模型及其控制方法。

背景技术：

1、在“双碳”目标大背景下，能源与电力行业正面临着能源转型的具大时代变革。在这一目标下，以光伏发电与风力发电为主的新能源正逐渐替代旧的化石能源模式。但光伏与风电存在着间歇性与不稳定性等问题，需要配套储能电站以实现能量的稳定可靠输出。因此，储能电站作为全面提升新能源电力系统可靠性与稳定性的决定性因素，正在大面积开展配套建设。

2、目前储能电站agc系统根据不同储能电站建设情况可分为：大规模储能电站、工商业储能电站、户用储能等。不同规模储能电站其配备的监控系统存在较大差异，其控制模式也千差万别。但各种不同的储能电站均具备储能系统的自动发控制系统(auto generatecontrol，agc)。

3、储能电站agc是储能站端最重要的应用功能模块，agc通过实时监视和计算站内功率变换设备及电池的运行状态和运行数据，从厂站层到设备层，全面管控着储能电站内电池的充放电功能。储能电站agc通过接收调度或计划的指令值，综合研判设备状态，按目标指令完成储能电站的功率跟踪控制，完成储能电站的电网调度与快速调节功能，同时也为储能电站内的电池与功率变换设备提供全方位安全可靠的保障。但现有各式储能agc系统中控制结构冗余，模式配置复杂及实际应用需求多变，无法适配各种储能架构与应用场景，系统复杂。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种电化学储能电站agc系统模型及其控制方法，包括储能agc逻辑设备建模方法与agc逻辑设备层级控制算法。agc逻辑设备建模方法采用模型数据映射方式，将监控系统的scada设备模型根据规则映射到agc控制系统中并依据agc设备参数生成相应控制模型及关联关系。agc逻辑设备层级控制算法以逻辑设备模型为基础，综合考虑站内全量设备运行状态与实时运行数据，对储能站内设备功率进行分配与调控。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明一方面提出了一种电化学储能电站agc模型，包括：多个agc逻辑设备模型；agc逻辑设备模型包括：协调控制器模型，储能变流器模型，电池组模型，电池簇模型，电芯模型，储能电站模型，控制并网点模型；其中，将储能电站中的各设备依据设备映射规则生成协调控制器模型、储能变流器模型、电池组模型、电池簇模型和电芯模型；将储能电站进行全站等效得到储能电站模型；控制并网点模型是虚拟模型；

4、基于agc逻辑设备模型的关联关系，确定agc模型自底层向顶层依次包括：电芯模型，电池簇模型，电池组模型，储能变流器模型，协调控制器模型，控制并网点模型，储能电站模型；

5、从底层开始，本层的agc逻辑设备模型的运行状态与运行数据发送至上一层，由下向上依次执行层级汇总后获得的运行状态与运行数据发送至储能电站模型或控制并网点模型；从储能电站模型或控制并网点模型开始，依据当前层级汇总后的运行状态与运行数据，结合功率控制指令，计算出下一层的agc逻辑设备模型的功率控制指令，由上向下多次叠代计算出最底层的可控的agc逻辑设备模型的功率控制指令；其中，控制并网点模型计算得到直接下属的储能变流器模型功率控制指令或协调控制器模型的功率控制指令或协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令；

6、协调控制器模型将控制并网点模型计算得到的协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令，发送至储能变流器模型或储能变流器设备中；或者，协调控制器模型将控制并网点模型计算得到协调控制器模型的功率控制指令，发送至协调控制器设备中，由协调控制器设备完成下属的储能变流器设备的功率控制指令计算后下发至储能变流器设备。

7、通过储能电站中的各设备的参数得到agc逻辑设备模型的运行参数与关联关系；其中，agc逻辑设备模型的关联关系包括：控制并网点模型与储能电站模型的关联关系，协调控制器模型与控制并网点模型的关联关系，储能变流器模型与协调控制器模型的关联关系，储能变流器模型与控制并网点模型的关联关系，电池组模型与储能变流器模型的关联关系，电池簇模型与电池组模型的关联关系，电芯模型与电池簇模型的关联关系；

8、控制并网点模型与储能电站模型的关联关系包括一个储能电站模型与多个控制并网点模型的关联关系；

9、协调控制器模型与控制并网点模型的关联关系包括一个控制并网点模型与多个协调控制器模型的关联关系；

10、储能变流器模型与控制并网点模型的关联关系包括一个控制并网点模型与多个储能变流器模型的关联关系；

11、储能变流器模型与协调控制器模型的关联关系包括一个协调控制器模型与多个储能变流器模型的关联关系；

12、电池组模型与储能变流器模型的关联关系包括一个储能变流器模型与多个电池组模型的关联关系；

13、电池簇模型与电池组模型的关联关系包括一个电池组模型与多个电池簇模型的关联关系；

14、电芯模型与电池簇模型的关联关系包括一个电池簇模型与多个电芯模型的关联关系。

15、储能电站模型，用于汇总全站的运行数据与运行状态，并以储能电站模型的功率控制指令作为目标值，计算得到控制并网点模型的功率控制指令。

16、控制并网点模型对下属的全部agc逻辑设备模型的运行状态与运行数据汇总与功率控制指令的计算。

17、控制并网点模型，用于汇总协调控制器模型或储能变流器模型的运行数据与运行状态，并以储能电站模型下发的功率控制指令作为目标值，计算得到直接下属的储能变流器模型功率控制指令或协调控制器模型功率指令或协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令。

18、控制并网点模型，用于汇总协调控制器模型或储能变流器模型的运行数据与运行状态，控制并网点模型直接接收调度或其他指令源的功率控制指令作为目标值，计算得到直接下属的储能变流器模型功率控制指令或协调控制器模型功率指令或协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令。

19、协调控制器模型的运行模式包括：指令转发模式，agc模式，一次调频模式；其中，

20、指令转发模式时，协调控制器模型将控制并网点模型计算得到的协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令，转发至储能变流器模型中，完成指令下发；

21、agc模式时，协调控制器模型直接将接收到的来自控制并网点模型的功率控制指令下发至对应的协调控制器设备中，由协调控制器设备完成下属的储能变流器设备的功率控制指令计算后下发至储能变流器设备，完成储能变流器设备的功率控制；

22、一次调频模式时，协调控制器模型将控制并网点模型计算得到的协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令，通过前置节点直接发送至对应的协调控制器设备中，由协调控制器设备叠加计算一次调频指令并下发功率指令至储能变流器设备中，完成储能变流器设备的功率控制。

23、储能变流器模型，用于汇总计算当前储能变流器模型的运行数据与运行状态，计算与储能变流器模型关联的电池组模型对应的电池管理系统的数据与状态，并计算电池组模型的最大可充放电功率，供电池组模型对应的上层模型进行计算决策。

24、电池组模型、电池簇模型与电芯模型，用于分别接收对应的电池组设备、电池簇设备与电芯设备的运行数据与运行状态，供上层模型进行层级汇总与功率控制指令计算，不参与储能变流器设备的功率控制。

25、本发明另一方面还提出了电化学储能电站agc模型的控制方法，包括：

26、步骤1，从底层开始，采集本层的agc逻辑设备模型的运行状态，由下向上依次将层级汇总计算后获得的运行状态发送至储能电站模型或控制并网点模型；其中，agc逻辑设备模型的运行状态包括：故障状态，告警状态，开关机状态，运行模式；

27、步骤2，从底层开始，采集本层的agc逻辑设备模型的运行数据，由下向上依次将层级汇总计算后获得的运行数据发送至储能电站模型或控制并网点模型；其中，agc逻辑设备模型的运行数据包括：最大可充电功率，最大可放电功率，功率限值，soc，soh；

28、步骤3，从储能电站模型或控制并网点模型开始，依据当前层级汇总后的运行状态与运行数据，结合功率控制指令，计算出可控的下一层的agc逻辑设备模型的功率控制指令，由上向下多次叠代计算出最底层的agc逻辑设备模型的功率控制指令；其中，控制并网点模型计算得到直接下属的储能变流器模型功率控制指令或协调控制器模型的功率控制指令或协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令；

29、步骤4，协调控制器模型将控制并网点模型计算得到的协调控制器模型下属的储能变流器模型的功率控制指令，发送至储能变流器模型或储能变流器设备中；或者，协调控制器模型将控制并网点模型计算得到协调控制器模型的功率控制指令，发送至协调控制器设备中，由协调控制器设备完成下属的储能变流器设备的功率控制指令计算后下发至储能变流器设备。

30、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明基于当前储能电站agc不同应用场景与不用系统架构模式，提出一种电化学储能电站agc模型及其控制方法，以解决现有各式储能agc系统中控制结构冗余，模式配置复杂及实际应用需求多变的问题。以灵活简单的储能控制流程，灵活适配各种储能架构与应用场景，降低系统复杂度，实现储能电站agc的快速建模与控制。