上一节《大储与工商储区别之:协调控制器》介绍了大储使用协调控制器的必要性。这篇文章进一步从储能系统的功率控制、协调控制器在储能系统的位置以及相关的通信协议几个方面进行解释。
储能系统的功率控制
按照储能系统功率控制的时效性进行分类,可以把功率控制分为暂态控制和稳态控制。暂态控制的时延在百毫秒级,稳态控制的时延在几百毫秒级、秒级甚至是分钟级。其中,一次调频和动态调压属于暂态控制,二次调频(AGC)、自动电压控制(AVC)和根据电力市场价格执行充放电策略等属于稳态控制。协调控制器又称功率控制器(PMS: power management system), 主要负责储能系统的暂态控制。

协调控制器在储能系统的位置
下图是百兆瓦级电化学储能电站的监控网络拓扑结构图(出处:中国电工技术学会的《百兆瓦级电化学储能电站监控及通信技术要求》),可以看到,储能协调控制器是连接站控层和间隔层的关键设备,实现信息的上传和控制信息的下达。一方面,协调控制器可以把储能机组相关的状态信息上传至站控层能量管理系统(也有些系统是通过前置服务器进行上传的),另一方面,它根据并网点的采样信息做出判断,生成控制指令,下发到间隔层的各个机组控制器,对PCS进行控制。此外,能量管理系统的稳态控制指令(AGC和AVC等)也需要通过协调控制器转发到各个机组控制器,避免暂态控制和稳态控制指令的冲突。

协调控制器的通信协议
协调控制器需要把功率控制指令下发给PCS,在《大储与工商储区别之:协调控制器》中,我们谈到大规模储能电站通常由成百上千个PCS组成,为了确保各PCS出力的同步和迅速响应,需要采用高效的通信方法。如果采用一问一答的通信方式,例如Modbus RTU协议, 把信令下发到所有的PCS则可能已经过了几分钟甚至几十分钟,这是不可以接受的。因此,通常需要采用更快捷的通信方式,例如采用广播的方法,或者采用IEC61850/GOOSE、EtherCAT等实时通信协议,保证通信的实时性。以下附上一张IEC61850的通信协议栈框架以及EtherCAT的通信原理框图,有兴趣的读者可以深入研究。
IEC61850 通信协议栈:
EtherCAT 通信原理:



