[發(fā)明專利]風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能硬件在環(huán)測(cè)試調(diào)整系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710453132.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN107037733B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王正杰;田軍;唐健;楊嘉偉;劉征宇;武利斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/18
• 分類號(hào): G06F30/18;G01R31/00;G06F30/12;G06F113/06;G06F113/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蔣斯琪

本發(fā)明公開了一種風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能硬件在環(huán)測(cè)試調(diào)整系統(tǒng)及方法，涉及風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)領(lǐng)域。該測(cè)試系統(tǒng)基于實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，通過搭建風(fēng)電場(chǎng)?儲(chǔ)能系統(tǒng)模擬單元，結(jié)合電平適配板，將輸入輸出信號(hào)和實(shí)際的儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理器相連接，構(gòu)成硬件在環(huán)測(cè)試回路。測(cè)試風(fēng)電場(chǎng)在不同風(fēng)力特征情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置是否合理，即是否能夠?qū)︼L(fēng)電場(chǎng)輸出功率起到波動(dòng)平抑、削峰填谷的作用，又不至于配比過大造成資源浪費(fèi)，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，保證風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能硬件在環(huán)測(cè)試調(diào)整系統(tǒng)及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)

由于風(fēng)能隨機(jī)性、波動(dòng)性的特點(diǎn)，決定了風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率也呈現(xiàn)出波動(dòng)性和不確定性。隨著風(fēng)電機(jī)組容量在電力系統(tǒng)中所占比例逐漸增加，這不僅使得風(fēng)電出力難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，而且也給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了一系列問題。為了平抑風(fēng)電波動(dòng)功率，使風(fēng)電在一定程度上具有可調(diào)度性，常把儲(chǔ)能設(shè)備接入作為保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的方式。儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置是否合理，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能聯(lián)合系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有很大的影響。若儲(chǔ)能容量配置過小，則當(dāng)夜間風(fēng)能資源豐富，風(fēng)電大發(fā)時(shí)，發(fā)出的多余電量得不到充分存儲(chǔ)，造成風(fēng)電資源的浪費(fèi)。若容量配置過大，不僅投資成本極大增加，還可能使得儲(chǔ)能設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于充電不足狀況，嚴(yán)重影響到儲(chǔ)能設(shè)備的使用壽命。因此，合理的規(guī)劃儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

現(xiàn)有技術(shù)方案中，如公開號(hào)為CN104317283A，公開時(shí)間為2015年1月28日，名稱為“一種用于風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)硬件在環(huán)測(cè)試平臺(tái)及其測(cè)試方法”的中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)，公開了一種用于風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)硬件在環(huán)測(cè)試平臺(tái)及其測(cè)試方法，該測(cè)試平臺(tái)包括核心電網(wǎng)和變流器中央計(jì)算仿真機(jī)、風(fēng)電機(jī)組氣動(dòng)和機(jī)械仿真計(jì)算機(jī)簇群、測(cè)試平臺(tái)狀態(tài)監(jiān)控和操縱上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)和接口模塊、風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)等部分組成，上位機(jī)和各個(gè)仿真機(jī)之間以及仿真機(jī)與被測(cè)風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)之間均采用高速以太網(wǎng)通訊。該測(cè)試平臺(tái)基于Matlab/Simulink的風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)仿真測(cè)試平臺(tái)，結(jié)合真實(shí)的風(fēng)電場(chǎng)控制器，能夠重復(fù)模擬風(fēng)電場(chǎng)的常規(guī)和故障工況，進(jìn)行相應(yīng)的硬件在環(huán)測(cè)試。但是，該測(cè)試平臺(tái)并沒有搭建儲(chǔ)能系統(tǒng)模型，因此不能對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的儲(chǔ)能容量進(jìn)行硬件在環(huán)測(cè)試。

再如公開號(hào)為CN104505850A，公開時(shí)間為2015年4月5日，名稱為“一種風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)”的中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)，提出了一種通過預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電功率和負(fù)載的變化情況，實(shí)時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)能蓄電池模塊電池容量和配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，來制定和實(shí)施最適宜的控制策略的風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能裝置控制系統(tǒng)。但是，該系統(tǒng)只是基于軟件仿真，并不能對(duì)真實(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理器進(jìn)行測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

為了發(fā)揮儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使風(fēng)電場(chǎng)安全、可調(diào)度、經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)行，本發(fā)明基于實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，利用實(shí)時(shí)仿真軟件，通過搭建風(fēng)電場(chǎng)-儲(chǔ)能系統(tǒng)模擬單元，結(jié)合電平適配板，將輸入輸出信號(hào)接入實(shí)際的儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理器，構(gòu)成硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能容量配置是否合理，并進(jìn)行優(yōu)化。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能硬件在環(huán)測(cè)試調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于：包括儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理器、電平適配板、風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)；所述電平適配板包括電阻分壓電路及光耦電路；所述風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)包括帶有I/O接口的風(fēng)電場(chǎng)模擬單元、電網(wǎng)與負(fù)荷模擬單元和儲(chǔ)能系統(tǒng)模擬單元；所述儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理器的信號(hào)通過電平適配板接入風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)各模擬單元的I/O接口。

風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)反饋給儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理器的信號(hào)，包括風(fēng)電場(chǎng)單元輸出的有功功率/無功功率、電網(wǎng)單元的三相電壓/電流、儲(chǔ)能逆變器單元輸出的直流電壓/電流及三相交流電壓/電流、電堆單元的荷電狀態(tài)（SOC）。

在實(shí)時(shí)仿真軟件的Runtime模式下，可以實(shí)時(shí)修改風(fēng)電場(chǎng)模擬單元、電網(wǎng)與負(fù)荷模擬單元、儲(chǔ)能系統(tǒng)模擬單元的模型參數(shù)，模擬風(fēng)電場(chǎng)在不同風(fēng)力特征下的系統(tǒng)級(jí)的性能試驗(yàn)，完成對(duì)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化的硬件在環(huán)測(cè)試。