技术摘要：
本发明属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种优化配置的安全高效调频电池储能系统。由调频储能控制系统将整体调频储能系统分成三个调频储能子系统，并进行动态分配成为成充电和放电两个部分；调频储能控制系统通过AGC终端接受和执行电网调度终端发出的调频功率指令  全部
背景技术：
大量的新能源电力接入电网给电网频率稳定带来巨大的风险，直接影响电网的稳 定运行。电池储能系统参与电网调频具有明显优势，受到业界追捧并大量应用。公开资料显 示其应用于电网(电厂)调频的电池储能系统大多采用以满足功率需求为前提配置储能容 量；一般采用2∶1的配置，即功率2储能1，也就是半小时率配置的储能系统(满功率运行半小 时的充电或放电的储能容量)；由于半小时率配置的储能系统现有选择2-4C倍率的蓄电池 产品，业界目前主要采用动力型锂电池，就此进行分析可知，锂电池一般充电和放电功率是 不一样的，大多为充电最大功率是放电最大功率的二分之一，这样半小时率储能系统选择 锂电池就要选择放电倍率为4C的产品，如果选择2C倍率放电的产品在半小时率配置的储能 系统中，其实际充电倍率也就达到了2C倍率，会对额定2C倍率放电的锂电池造成损伤，产生 安全隐患；如果以额定充电1C倍率为准配置同样调频功率的出力，就得增加一倍的电池投 资；众所周知，动力型锂电池充放电倍率越大成本越高并且充放电循环次数越少、寿命越 短。 锂电池还有一个特点，就是小倍率、低成本、长寿命的储能型锂电池，0.3C-1C低倍 率充放电的储能型锂电池的成本是4C高倍率放电的动力型锂电池成本的约三分之一；而且 充放电循环次数是其两倍以上；在同等应用和投资的前提下，选择适合的锂电池产品和优 化配置的调频电池储能系统设计是尤为重要的。 再则，应用于电网(电厂)调频的电池储能系统的运行特点是需要频繁的进行充电 和放电，每天平均充放电达到数百次，这对于充放电次数较少的动力型锂电池来说，是一个 巨大的挑战，会严重影响锂电池储能系统的效率和寿命。如何减少锂电池的反复充放电次 数，是提高调频储能系统效率和寿命及投资效益的关键问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术的上述问题，根据锂电池本身的特性，注重储能系统的顶层设 计和优化配置，本发明提出一种优化配置的安全高效调频电池储能系统，主要包括：电网调 度终端、电网、电网电力线、电力通信线、AGC终端、调频储能控制系统、储能系统通信线路、 第1储能子系统第1储能单元、第1储能子系统第m储能单元、第1储能子系统第1变压器、第1 储能子系统第m变压器、第2储能子系统第1储能单元、第2储能子系统第n储能单元、第2储能 子系统第1变压器、第2储能子系统第n变压器、第3储能子系统第1储能单元、第3储能子系统 第k储能单元、第3储能子系统第1变压器、第3储能子系统第k变压器，其中： 第1储能子系统第1储能单元、第1储能子系统第m储能单元分别通过第1储能子系 统第1变压器、第1储能子系统第m变压器接入电网的电网电力线，构成第1调频储能子系统 4 CN 111555320 A 说　明　书 2/5 页 与储能系统调频电力路径； 第2储能子系统第1储能单元、第2储能子系统第n储能单元分别通过第2储能子系 统第1变压器、第2储能子系统第n变压器接入电网的电网电力线，构成第2调频储能子系统 与储能系统调频电力路径； 第3储能子系统第1储能单元、第3储能子系统第k储能单元分别通过第3储能子系 统第1变压器、第3储能子系统第k变压器接入电网的电网电力线，构成第2调频储能子系统 与储能系统调频电力路径； 电网调度终端通过电力通信线连接AGC终端，构成电网调频调度控制指令下达的 通信链路； 调频储能控制系统通过储能系统通信线路分别连接第1储能子系统第1储能单元、 第1储能子系统第m储能单元、第2储能子系统第1储能单元、第2储能子系统第n储能单元、第 3储能子系统第1储能单元、第3储能子系统第k储能单元，构成调频储能系统调频控制的通 信链路； 调频储能系统的特征还在于：整体调频储能系统分成3个调频储能子系统组成，每 一个调频储能子系统的额定充放电功率≥电网调频需要的功率，且每一个调频储能子系统 的功率和储能容量相等； 一种优化配置的安全高效调频电池储能系统的运行控制方法为： 调频储能系统开启运行正常时，调频储能控制系统实时监测并将3个中两个存储 电量较少的调频储能子系统指定为充电调频储能子系统，同时将3个调频储能子系统中存 储电量较多的1个调频储能子系统指定为放电调频储能子系统； 调频储能控制系统通过AGC终端接受电网调度终端发出的调频功率指令，若判断 为正功率调频需求指令时，控制放电调频储能子系统按照电网调度要求的放电功率进行放 电；若判断为负功率调频需求指令时，控制2个充电调频储能子系统按照电网调度要求的充 电功率进行充电； 调频储能控制系统实时执行电网调度终端通过AGC终端发出的调频功率指令并实 时监测3个调频储能子系统的存储电量数据进行判断，当充电的2个调频储能子系统中的1 个调频储能子系统电量充满时或者放电的调频储能子系统存储电量放完时，二者任何一个 先到达时，调频储能控制系统进行动态调整：将当前充电电量已经满的调频储能子系统指 定为放电调频储能子系统，同时将当前放电的调频储能子系统指定为充电调频储能子系 统，使得充电的调频储能子系统额定储能容量始终保持两倍于放电的调频储能子系统额定 储能容量，在一个动态调整过程中充电的储能子系统额定储能容量始终保持两倍于放电的 调频储能子系统的额定储能容量且只是充电，另一个放电的调频储能子系统只是放电。 所述一种优化配置的安全高效调频电池储能系统，其特征是组成调频储能子系统 的储能单元是由蓄电池组串、电池管理系统BMS、储能变流器及配件连接构成。 所述一种优化配置的安全高效调频电池储能系统，其特征是调频储能控制系统主 要包括：计算机实时控制模块、预置系统程序模块、数据存储模电路块、时钟电路模块、通信 管理模块、电源电路模块、控制总线，其中： 计算机实时控制模块通过控制总线分别连接预置系统程序模块、数据存储模电路 块、时钟电路模块、通信管理模块、电源电路模块，构成调频储能管控系统及控制与通信链 5 CN 111555320 A 说　明　书 3/5 页 路； 计算机实时控制模块通过通信管理模块连接电力通信线及AGC终端接受电网调度 终端发出的调频功率指令，并通过通信管理模块连接储能系统通信线路及调频储能系统， 构成调频功率分配及调频储能系统监控的控制链路。 本发明一种优化配置的安全高效调频电池储能系统，根据新建调频储能系统选择 的储能单元特性指标基本一致，以及锂电池一般放电的电流倍率是充电的电流倍率的两 倍，将整个调频储能系统分成三个调频储能子系统，并进行动态分配：将三个调频储能子系 统分成充电和放电两个部分，即将其中三分之二的存储电量较少的调频储能子系统指定为 充电部分的调频储能子系统，同时将其余存储电量较多的调频储能子系统指定为放电部分 的调频储能子系统，如此不仅简化了控制及降低了控制难度而且在每一个动态分配周期始 终有一个调频储能子系统可以完成深度充放电，有助于电池管理和标定，提高运行效率及 安全性；调频储能控制系统通过AGC终端接受和执行电网调度终端发出的调频功率指令并 实时进行监测判断，当三个调频储能子系统其中一个调频储能子系统电量充满或者电量放 完时，将重新进行动态分配，使得充电和放电满足电池充放电特性要求并最大程度减少电 池的充放电次数，在一个过程中充电部分的储能子系统只是充电，放电部分的储能子系统 只是放电；大大改善储能蓄电池频繁充放电转换造成的电池损伤，增加了储能系统运行的 安全性，有效提高了储能系统的效率、延长了储能系统的使用寿命、增加了投资收益。 附图说明 图1为一种优化配置的安全高效调频电池储能系统的原理示意框图。 图2为调频储能控制系统的构成原理示意图。