VIP-961X 储能协调控制器

适用场景：大型独立储能电站、新能源配套储能站、火储联合调频、黑启动；
功能概述：储能协调控制器具有电压、电流、频率自主采集能力，可进行AGC/AVC控制、动态无功调节、一次调频、源网荷储互动等控制功能，通过GOOSE协议最大可对128台PCS进行毫秒级控制。
灵活通讯：支持通用的 IEC103/ IEC104/IEC61850 电力通讯规约，可通过网口或者光纤通讯，实现与 SCADA 监控系统进行通讯；提供基于高速光纤通讯的高速主机间 IEC61850-GOOSE 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。

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技术参数
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储能协调控制器的介绍

储能协调控制器主要作用是控制和优化储能系统的运行，储能协调控制器能够监测电池系统和配电电网的状态，包括电压、频率和功率，并接收调度指令，储能协调控制器与储能变流器 PCS 配合使用，可以在并网运行模式下实现包括：有功功率跟踪、削峰填谷、计划曲线、调频、调压、平抑波动、逆功率控制等功能。

储能协调控制器的功能

1、多种高级应用功能

1.1与储能变流器 PCS 配合使用，可以在并网运行模式下实现包括：有功功率跟踪、削峰填谷、计划曲线、调频、调压、平抑波动、逆功率控制等功能。

1.2调度指令模式：主要控制储能系统的有功输出，配合新能源发电电源，快速响应调度有功指令；

1.3计划曲线模式：根据预先设置的储能系统充、放电计划曲线，控制 PCS 根据计划曲线有规律地自行充、放电；

1.4一次调频模式：根据电网系统的频率，自主调节储能系统的有功，从而实现一次调频的功能；

1.5动态调压模式：根据电网系统的电压，自主调节储能系统的无功，从而实现动态调压的功能；

1.6削峰填谷模式：控制储能系统在用电谷值区充电吸收电能，在用电峰值区放电释放电能，从而实现峰谷功率的搬移；

1.7平抑波动模式：主要功能则是抑制风电、光伏出力的随机波动，使发电功率趋于平稳；

1.8逆功率控制模式：主要是在新能源发电和用户负荷的系统并网点处设置储能，通过控制储能系统的充放电，避免并网点处的出力流向电网，可以大大促进新能源的就地消纳。

1.9功率分配：对于多台 PCS，其电池的充、放电特性并不完全相同，会产生荷电状态（SOC）的差异。协调控制器通过获取各 BMS 的 SOC，协调控制各台PCS 的充、放电功率，充电时 SOC 小的电池充电功率大；放电时 SOC 大的电池放电功率大。利用这种功率分配策略，可以消除 SOC 差异，使得各电池状态达到均衡。

2、储能协调控制器可与 SCADA 监控系统、PCS 变流器之间实时、准确、灵活的通讯

2.1支持通用的 IEC103/ IEC104/IEC61850 电力通讯规约，可通过网口或者光纤通讯，实现与 SCADA 监控系统进行通讯；

2.2提供基于高速光纤通讯的高速主机间 IEC61850-GOOSE 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。

3、多种控制模式切换，实现不同功能需求

3.1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，如有功功率跟踪、削峰填谷、计划曲线、调频、调压、平抑波动等。

4、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。有效保障整储能系统的正常运行。

5、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。记录的数据文件存放于运行人员工作站的共享目录，可以用于故障分析，文件格式为标准COMTRADE 格式。

6、POD 功能：发生低频振荡时，稳定装置调节 PCS，低频震荡下增强系统阻尼。

储能协调控制器的工作原理

1、硬件工作原理

储能协调控制器基于先进的硬件平台研制，其主要特点是：硬件软件模块化，通用灵活，具有很强的扩展能力，高性能、高可靠性、高抗干扰能力，支持数字化、网络化的接口。采样功能由辅助装置完成。

2、软件工作原理

2.1主程序按固定的周期相应外部中断，在中断服务程序中进行模拟量采集与滤波，开关量采集、装置硬件自检、外部异常情况检查。

2.2正常运行程序进行装置的自检，装置不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，相应功能退出。功能计算程序中进行各种控制功能的算法计算。

3、协调控制功能：储能协调控制器控制储能系统运行，具备有功指令跟踪、计划曲线执行、一次调频、动态调压、削峰填谷、平抑波动、逆功率控制等控制功能。

4、有功指令跟踪：大规模储能系统能够快速响应调度指令或第三方调节指令，实现有功功率调节的作用。本控制器功率控制可通过定值控制字进行选择支持远方模式或本地模式。远方模式是指本控制器按照主站端（SCADA 监控系统）发送的有功指令值控制储能充放电功率；本地控制是指按照本控制器内通过定值设定的有功指令值控制储能充放电功率。协调控制装置通过实时检测当前输出的有功功率和接收的功率指令，来控制储能系统的有功输出，从而快速、精确地响应调节指令。

5、计划曲线执行：计划曲线功能是控制储能系统的输出，使其按照预定的计划曲线安排充、放电计划。本控制器计划曲线控制可通过定值控制字进行选择支持远方模式或本地模式。远方模式是指本控制器按照主站端（SCADA 监控系统）发送的计划曲线功率值控制储能充、放电功率；本地控制是指按照本控制器内通过定值设定的计划曲线功率值控制储能充、放电功率。

6、一次调频：为解决新能源大规模并网引起的电网调频容量不足问题，储能可辅助电网调频，利用其快速响应特性改善调频效果。同时储能系统还能输出无功，起到辅助调压的作用。

电网的频率取决于发电有功功率与负荷有功功率之间的平衡关系，当发电有功功率大于负荷有功功率时，系统频率上升；当发电有功功率小于负荷有功功率时，系统频率下降。储能系统通过有功-频率（P-F）下垂控制来辅助调节发电有功功率，使其与负荷有功功率实时平衡，从而稳定系统频率。当系统频率下降时，储能系统放电增加有功输出；当系统频率上升时，储能系统充电减小有功输出，调频示意图如下：

7、动态调压：电网的电压取决于发电无功功率与负荷无功功率之间的平衡关系，当发电无功功率大于负荷无功功率时，系统电压上升；当发电无功功率小于负荷无功功率时，系统电压下降。储能系统通过无功-电压（Q-V）下垂控制来辅助调节发电无功功率，使其与负荷无功功率实时平衡，从而稳定系统电压。当系统电压下降时，储能系统发出无功功率；当系统电压上升时，储能系统吸收无功功率，调压示意图如下：

8、削峰填谷：大规模电池储能系统因其快速响应特性，具有优越的调峰性能，可在用电高峰期作为电源释放电能，在用电低谷期作为负荷吸收电能，提高电网运行的经济性和安全性。

本控制器削峰填谷控制可通过定值控制字进行选择支持远方模式或本地模式。远方模式是指本控制器按照主站端（SCADA 监控系统）发送的峰、谷值控制储能充放电功率；本地控制是指按照本控制器内通过定值设定的峰、谷值控制储能充放电功率。当输出功率大于峰值功率时，储能系统充电，吸收峰值功率当输出功率小于谷值功率时，储能系统放电，填补谷值功率。

9、平抑波动：光伏、风电等新能源发电具有较大的间歇性、波动性，严重影响了其并网发电的性能。越来越多的研究利用储能电池的能量存储能力，通过电池的充、放电，来平抑新能源发电的功率波动。

平抑波动控制根据算法分为一阶滤波控制方式和功率波动限制控制方式，可通过控制字整定。一阶滤波控制策略是根据电源端的输出功率进行一阶低通滤波，对于变化快速且不满足波动限制要求的功率分量，利用储能系统来消除，因此剩下的就是波动小的平滑功率分量了。功率波动限制控制策略是实时检测电源端的输出功率，统计其在一定时间周期内的波动量，若功率波动分量超出装置设定的波动限制值，则储能系统进行充、放电，抑制波动量。装置内可通过定值整定，使得控制目标满足不同时间尺度的功率波动限制。

10、逆功率控制：协调控制器通过 PT 和 CT 采集并网点的电压、电流，并计算并网点的功率，当检测到并网点的功率流向电网时，在原有控制策略基础上增加储能充电功率或减少储能放电功率，从而避免并网点功率流向电网。

11、功率分配方式：储能协调控制器获取各电池组的 SOC 状态，对于每次充、放电功率，根据各电池组的 SOC 按比例分配给各电池组。充电时，SOC 小的电池组优先充电，充电功率大；放电时，SOC 大的电池组优先放电，放电功率大。

储能协调控制器的技术参数

工作电源：DC220V/DC110V 允许偏差±15％；AC220V 允许偏差±20％

额定频率：50Hz

机箱：1U/2U,19英寸

重量：2.5kg

以太网：2个对外通讯，1个调试口

串口：10个485串口对外通讯，1个调试口

通信协议：IEC870-5-101、103、104、61850及CDT、MODBUS等各种规约