能量流与控制架构 · 技术能力

双层架构：物理能量链路 × 控制与管理链路

物理能量链路（橙）

电网 / 电源光伏 / 公共电网

电池系统Cell / Pack / Rack

直流保护熔断 / 接触器

直流母线DC BUS

PCS 变流器DC / AC 双向变换

交流开关柜MV Switchgear

升压变压器MV Transformer

电网 / 负荷Grid / Load

控制与管理链路（蓝）

BMS电池管理系统

SOC / SOH 估算
均衡管理
温度监测

直流保护DC Protection

绝缘检测
过流保护
联锁保护

PCS 控制Converter Control

P / Q 控制
并离网控制
功率限值

EMS能量管理系统

P / Q 调度
SOC 优化
计划优化

计量与监测Metering

电能计量
电能质量
数据记录

站控系统Station Control

运行监控
远程控制
策略管理

热管理Thermal

液冷控制
风冷 / 加热
温差优化

消防系统Fire Safety

烟感 / 气体
联动灭火
安全隔离

指令下发反馈上报状态监测安全联锁

系统能量边界

系统边界：电池簇交流侧至并网点 PCC
计量边界： PCC 双向功率与电能
能量方向：充电 / 放电 / 待机
控制边界： EMS → PCS → BMS / 配电

充电模式

吸收功率

→

P < 0 ｜ SOC ↑

待机模式

功率平衡

↔

P ≈ 0 ｜ SOC 保持

放电模式

输出功率

→

P > 0 ｜ SOC ↓

从物理到控制：在真实设备剖面中看清双层交互

BMS

直流保护

PCS 控制

EMS

计量监测

站控

热管理

消防

指令下发反馈上报状态监测安全联锁

调度目标 → 可执行指令

调度目标• 削峰填谷
• 调频调压
• 能量套利

EMS 策略与优化功率计划 / 约束校验 / 优化计算

控制指令下发PCS / BMS / 配电保护 / 热管理

执行与反馈状态回传 / 偏差修正 / 闭环控制

多 Rack 与多 PCS 的功率分配

Rack 1

Rack 2

Rack N-1

Rack N

总功率指令	分配到 PCS	单 PCS 输出	各 Rack 电流	SOC 区间
+50 MW	PCS1: 30 MW PCS2: 20 MW	30 / 20 MW	≤300 A	35%–85%

直流母线稳定控制

交流侧 P / Q 协同控制

运行状态全景

跟并网跟随Grid-following

P: ±30 MW
Q: ±5 Mvar
电压：10.5 kV

构构网运行Grid-forming

P: ±20 MW
Q: 0 Mvar
频率：50.00 Hz

岛离网运行Islanded

P: ±15 MW
Q: ±3 Mvar
频率：50.01 Hz

穿故障穿越Fault Ride Through

电压跌落检测
快速支撑
恢复时间 <150 ms

恢恢复运行Recovery

系统恢复调度
状态重新确认
自动恢复运行

安全联锁优先级

一级联锁消防触发 / 人员安全

二级联锁高压绝缘 / 短路故障

三级联锁温度异常 / 设备故障

四级联锁性能限制 / 告警信息

多元退出后的降级运行

PCS 1
30 MW

PCS 2
0 MW
故障退出

PCS 3
20 MW

交流汇流

电网

可用 PCS 数	额定 PCS 数	可用功率	降额比例	可用能量
2	3	66.7 MW	33.3%	133.3 MWh

一次故障事件：从物理隔离到控制响应的完整闭环

故障发生

直流侧短路
触发保护

0 ms

物理隔离

直流熔断器动作
故障回路隔离

10 ms

保护动作

直流保护启动
联锁信号上送

20 ms

控制响应

PCS 降额 / 退出
功率重新分配

40 ms

系统稳定

母线电压恢复
其他单元稳定

96 ms

事件记录

时间戳
故障代码
执行状态

已记录

能量平衡与损耗核算示例

验证与测试

HIL 硬件在环

控制算法验证
纵联与故障验证
保护逻辑验证

FAT 出厂验收

功能测试
性能测试
安全测试

现场测试

并网测试
联调测试
运行验证

工程交付物

架系统架构设计功率路径 / 控制边界 / 系统分层

线电气一次图一次系统与保护配置

逻控制策略与逻辑EMS / PCS / BMS 控制逻辑

参参数整定与调试功率、保护、运行参数

测测试报告HIL / FAT / SAT 验证

通通信矩阵接口、协议与责任边界