一种面向定制电力服务的共享储能分布式调度系统的制作方法

1.本实用新型属于电力调度领域，尤其涉及一种面向定制电力服务的共享储能分布式调度系统。


背景技术：

2.随着能源电力行业技术的不断进步，能源互联网将成为未来电网发展的重要发展方向。在能源互联网相关的技术中，分布式储能与分布式可再生能源的联合运行将是今后能源互联网的重要发展方向。与在电源侧和电网中投资安装的大规模集中式储能不同，分布式储能通常安装在用户侧用于储存用户的可再生能源发出的过剩电能或者通过帮助用户负荷曲线移峰来降低电费。然而，当前储能成本仍然较高，难以具有普遍的经济性，限制了分布式储能的广泛应用。为了解决这一问题，基于共享经济模式的共享储能应运而生。共享储能是一种基于已建成的现有电网的共享式储能技术，综合利用集中式的储能设施或聚合分布式的储能资源，使得用户可以随时、随地、按需使用由集中式或分布式的储能设施构成的共享储能资源，从而减少用户的储能使用成本，同时缩短储能的投资回收周期。
3.通常包括多个常规的分布式储能子系统(dess)，其中每个dess包括电池管理系统(bms)、功率变换系统(pcs)和储能单元，在现有技术中，通常由能量管理系统(ems)控制bms，进而通过pcs实现分布式储能单元的充放电功率，以向用户侧提供共享储能服务。现有的分布式储能系统通常仅为拥有者提供单一的消除昼夜负荷峰谷的有功节能服务，无法对存在电压偏移、电压暂降等电能质量特殊治理需求的用户提供更多样化的定制电力服务。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的储能系统服务单一的缺点和不足，本实用新型在用户侧常规的分布式储能系统中增设了定制电力集成控制模块，实现多类型服务的集中控制与人机交互，由现有的电压暂降补偿装置、动态谐波抑制无功补偿装置、电压偏差治理装置以及共享储能协调控制器组合出不同的调度通道，可分别用于电压暂降治理、谐波抑制以及电压偏差容量补偿，满足用户对电力质量的多样性需求。
5.本实用新型提出的所述共享储能分布式调度系统包括若干个分布式储能子系统、与分布式储能子系统对应连接的用户侧负载以及定制电力集成控制模块，所述定制电力集成控制模块包括数据采集单元、补偿装置、能量管理系统以及共享储能协调控制器，所述补偿装置包括电压暂降补偿装置以及动态谐波抑制无功补偿装置，所述数据采集单元包括电压采集器以及电流采集器；
6.所述电压采集器、电压暂降补偿装置、能量管理系统以及共享储能协调控制器依次连接构成第一调度通道；所述电流采集器、动态谐波抑制无功补偿装置、能量管理系统以及共享储能协调控制器依次连接构成第二调度通道；所述共享储能协调控制器分别连接各个分布式储能子系统的充放电的功率控制开关。
7.可选的，所述电压采集器和电流采集器的输入端均连接用户侧负载的三相端子；
8.所述电压采集器的输出端经a/d转换单元连接所述电压暂降补偿装置的输入端；
9.所述电流采集器的输出端经a/d转换单元连接所述动态谐波抑制无功补偿装置的输入端。
10.可选的，所述动态谐波抑制无功补偿装置的输出端连接所述电压暂降补偿装置的输入端。
11.可选的，所述补偿装置还包括电压偏差治理装置，所述数据采集单元还包括安装在用户侧负载的气象传感器，所述数据采集单元中的电压采集器、电流采集器、气象传感器分别依次连接电压偏差治理装置、能量管理系统以及共享储能协调控制器，构成第三调度通道。
12.可选的，所述定制电力集成控制模块还包括显示终端，所述显示终端通过io端口连接所述能量管理系统和所述共享储能协调控制器，用于可视化所述能量管理系统和所述共享储能协调控制器的调度动作。
13.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：
14.(1)在常规的用户侧储能系统的基础上增设了定制电力集成控制模块实现多类型服务的集中调度控制，并通过设置不同的调度通道向用户侧提供多样性的定制电力服务，实现分布式共享储能子系统的有功和无功功率快速协调调度，满足用户对电力质量的多样性需求。
15.(2)在服务过程中利用数据可视化模块，将用户侧定制电力服务信息以及共享储能子系统状态信息显示于管理人员的电脑终端，管理人员可通过电脑终端调控系统，实现系统运行的人为集中式监控和异常情况下的为人干预，保证系统的运行安全。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提出的一种面向定制电力服务的共享储能分布式调度系统的结构示意图；
18.图2为常规用户侧储能系统的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够
以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
21.应当理解，在本实用新型的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。
22.应当理解，在本实用新型中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.应当理解，在本实用新型中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和c”、“包含a、b、c”是指a、b、c三者都包含，“包含a、b或c”是指包含a、b、c三者之一，“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。
24.应当理解，在本实用新型中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的阈值。
25.取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
26.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
27.实施例：
28.如图1所示，本实施例提出了一种面向定制电力服务的共享储能分布式调度系统，所述共享储能分布式调度系统包括若干个分布式储能子系统、与分布式储能子系统对应连接的用户侧负载以及定制电力集成控制模块，所述定制电力集成控制模块包括数据采集单元、补偿装置、能量管理系统以及共享储能协调控制器，所述补偿装置包括电压暂降补偿装置以及动态谐波抑制无功补偿装置，所述数据采集单元包括电压采集器以及电流采集器；
29.所述电压采集器、电压暂降补偿装置以及共享储能协调控制器依次连接构成第一调度通道；所述电流采集器、动态谐波抑制无功补偿装置以及共享储能协调控制器依次连接构成第二调度通道；所述共享储能协调控制器分别连接各个共享储能节点的充放电控制开关。
30.图2提供了一种常规用户侧储能系统的结构示意图，通常包括多个常规的分布式储能子系统(dess)，其中每个dess包括电池管理系统(bms)、功率变换系统(pcs)和储能单元，在现有技术中，通常由能量管理系统(ems)控制bms、进而通过pcs实现分布式储能单元的充放电功率，以向用户侧提供共享储能服务。
31.由图1可以看出，本实施例以dess1～dessn共n个分布式储能子系统为例，每个dess中均由bms、储能单元以及pcs，通过这n个分布式储能子系统为分别对应负载1～负载m的m个用户提供共享储能服务。本实施例在n个分布式储能子系统构成的常规用户侧储能系统的基础上，增设了包括数据采集单元、a/d转换单元、补偿装置、ems以及共享储能协调控
制器的定制电力集成控制模块，并组合出不同的调度通道，并由不同的调度通道产生对应不同电力质量治理的补偿控制信号，可分别用于电压暂降治理、谐波抑制以及电压偏差容量补偿，实现分布式共享储能子系统的有功和无功功率快速协调调度，满足用户对电力质量的多样性需求。
32.进一步的，所述电压采集器和电流采集器的输入端均连接用户侧负载的三相端子；所述电压采集器的输出端经a/d转换单元连接所述电压暂降补偿装置的输入端；
33.所述电流采集器的输出端经a/d转换单元连接所述动态谐波抑制无功补偿装置的输入端。
34.在本实施例中，数据采集单元负责采集配电网信息和用户侧信息，其中电网信息包括：分时段的电网电价信息、气象信息、配网节点电压信息、各节点处的分布式发电机有功、无功功率信息、配网线路电阻、电抗信息，配电网信息包括：用户侧的计划负荷信息、节能服务请求信号、电能质量治理服务的请求信号、用户侧末端三相电压、电流的实时监控信息。
35.进一步的，所述a/d转换单元用于将数据采集单元以及共享储能协调控制器获取的模拟信号转换为数据信号，并传输给补偿装置。
36.在本实施例中，补偿装置负责生成定制电力多样化服务的充放功率控制信号，可接收电网侧、用户侧、共享储能端的一系列数据，可分别发送至内部的电压暂降快速补偿装置、电压偏差治理装置、动态谐波抑制无功补偿装置中，经3个装置内置的信号生成单元依次得到生成电压暂降治理服务、谐波治理服务、电压偏差治理服务所需的有功/无功功率调节信号指令，并发送至能量管理系统以执行所述调节信号指令。
37.进一步的，所述电压暂降补偿装置用于产生应对电压暂降的有功补偿控制信号和无功补偿控制信号，并发送给能量管理系统。
38.在本实施例中，所述电压暂降快速补偿装置为专用于电压暂降补偿的自动化电控柜等电力设备，如rt-vsc电压暂降补偿装置。电压暂降快速补偿装置兼具快速分析和快速补偿功能，接收实时采样的电压数据，对用户侧电压的正弦波形进行锁相跟踪，判断目标用户的电压暂降情况。当用户终端出现电压暂降时，经内置的信号生成单元快速生成应对电压暂降的有功补偿控制信号和无功补偿控制信号，进而通过ems执行所述有功补偿控制信号和无功补偿控制信号，达到对用户侧电压暂降的快速补偿效果。
39.进一步的，所述动态谐波抑制无功补偿装置的输出端连接所述电压暂降补偿装置的输入端，所述动态谐波抑制无功补偿装置用于产生抑制谐波的无功补偿控制信号，并发送给能量管理系统。
40.在本实施例中，所述动态谐波抑制无功补偿装置为专用于谐波抑制无功补偿的自动化电控柜等电力设备，如cy-dm系列智能谐波抑制电容补偿装置。动态谐波抑制无功补偿装置通过接收的实时采样的电流信息以及电压暂降快速补偿装置输出的有功补偿控制信号和无功补偿控制信号，将线路电流中的谐波分量和基波无功分量分离出来，经内置的信号生成单元快速生成抑制谐波的无功补偿控制信号。
41.进一步的，所述补偿装置还包括电压偏差治理装置，所述数据采集单元还包括安装在用户侧负载的气象传感器，所述数据采集单元中的电压采集器、电流采集器、气象传感器分别依次连接电压偏差治理装置、能量管理系统以及共享储能协调控制器，构成第三调
度通道，用于产生治理用户侧电压偏差的无功补偿控制信号，并发送给能量管理系统。
42.在本实施例中，所述电压偏差治理装置由预测模块、潮流计算模块、无功补偿控制器组成，其中预测模块内置现有的新能源预测程序与负荷预测程序，有功预测模块可通过现有的气象信息以及各节点新能源出力、负荷历史信息，有效预测未来时刻各节点新能源出力信息和负荷信息。潮流计算模块负责接收这些预测信息以及电压暂降快速补偿模块和动态谐波抑制无功补偿模块发出的有功/无功补偿容量和用户的有功充放功率需求，并运算得到用户所在节点的电压变化趋势，进一步输出至无功补偿器，生成未来多个时刻治理电压偏差的无功补偿控制信号。
43.进一步的，所述定制电力集成控制模块还包括显示终端，所述显示终端通过io端口连接所述能量管理系统和所述共享储能协调控制器，用于可视化所述能量管理系统和所述共享储能协调控制器的调度动作，方便人为监测与控制。
44.进一步的，所述共享储能协调控制器采用现有的pcs协调统一控制架构，负责接收各分布式储能子系统的能量管理系统中的储能状态监测数据，根据来自能量管理系统的总充放电指令将充放电作业合理分发到各分布式储能子系统，实现分布式储能子系统的协调分配，此外将监测数据统一输出至a/d转换单元，进而由定制电力集成控制模块中的可视化模块，实现分布式储能子系统的人为监测和控制。
45.在本实施例中，所述共享储能协调控制器分别连接图1所示的pcs1～pcsn，由ems执行补偿装置发出的各项控制信号，从而使共享储能协调控制器选择对应的pcs进行充放电功率控制，利用逆变器剩余容量提供无功功率修正电压偏差、治理电压暂降等定制电力服务。
46.上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
47.以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。