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
TIANCHU ENERGY FLOW & CONTROL ARCHITECTURE
把电力路径与控制逻辑
放在同一张系统图里
从电芯到负荷的全链路统一规划， 将储能电池、PCS、中压开关、升压变压器、 BMS、EMS、计量、站控、热管理与消防系统放进同一套架构， 让物理能量流与控制闭环保持一致。
100MW / 200MWh 大型储能系统整体架构
MW
100 MW 额定功率
MWh
200 MWh 额定能量
效
≥90% 系统效率
响
≤20 ms 功率响应
寿
≥8,000 循环寿命
双层架构：物理能量链路 × 控制与管理链路
物理能量链路（橙）
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
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
• 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
| 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
P: ±30 MW
Q: ±5 Mvar
电压：10.5 kV
P: ±20 MW
Q: 0 Mvar
频率：50.00 Hz
P: ±15 MW
Q: ±3 Mvar
频率：50.01 Hz
电压跌落检测
快速支撑
恢复时间 <150 ms
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
1
一级联锁
消防触发 / 人员安全
2
二级联锁
高压绝缘 / 短路故障
3
三级联锁
温度异常 / 设备故障
4
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
30 MW
PCS 2
0 MW
故障退出
0 MW
故障退出
PCS 3
20 MW
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