[發明專利]一種儲能系統基于等值模型進行仿真的方法及裝置

有效

• 申請號: 201810131405.7
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108365620B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 李相俊;孫楠;賈學翠;王上行;楊水麗;馬會萌;毛海波;李建林;惠東;劉超群;何澤家
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

一種儲能系統基于等值模型進行仿真的方法及裝置，包括：采集調度需求、電網發電數據以及計算下一時刻各儲能單元中電池組的荷電狀態；將所述調度需求、電網發電數據以及各儲能單元內電池組的荷電狀態代入預先構建的等值模型中進行計算，得到儲能子系統的運行數據直到仿真結束。本發明通過等值模型使等值的儲能單元進行合并，在降低了儲能系統中仿真模型復雜程度的同時確保儲能電站的外特性接近詳細模型從而保證仿真的有效性。

技術領域

本發明涉及新能源發電領域，具體涉及一種儲能系統基于等值模型進行仿真的方法及裝置。

背景技術

隨著新能源技術的不斷發展，太陽能和風能以清潔、無污染、可再生等優點成為了新型能源中的代表。而大規模儲能系統的出現，不但推動了光伏、風力發電的發展；而且能夠配合光伏、風電機組實現平滑輸出、削峰填谷、跟蹤計劃出力等功能，增加了發電的可控性，降低了發電系統的隨機性和波動性，提高了風光發電并網能力。然而大規模電池儲能系統運行時，網絡結構系統復雜，電池組及儲能變流器數量多，將存在難以在短時間內得到仿真結果的問題，不利于儲能系統研究與發展，由于儲能系統中各儲能單元在運行過程中某些參數會逐漸接近，儲能系統仿真過程中存在對不必要的對參數相近的儲能單元重復計算，導致降低了仿真效率。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述不足，本發明提供一種儲能系統基于等值模型進行仿真的方法及裝置。在儲能系統劃分為多個儲能單元的前提下，各儲能單元功率合理分配同時采用虛擬同步機控制方式，通過建立等值判別標準，將工作狀態相近的儲能單元進行等值計算，從而提高仿真速度。

本發明提供的技術方案是：一種儲能系統基于等值模型進行仿真的方法，包括：

采集調度需求、電網發電數據以及計算下一時刻各儲能單元中電池組的荷電狀態；

將所述調度需求、電網發電數據以及各儲能單元內電池組的荷電狀態代入預先構建的等值模型中進行計算，得到儲能子系統的運行數據直到仿真結束。

優選的，所述等值模型的構建，包括：

根據各儲能單元內電池組的初始荷電狀態，將調度需求分配到各儲能單元；

根據分配到各儲能單元的調度需求，計算每一個儲能單元對應的虛擬同步機的功角值；

將所述虛擬同步機的功角變化小于閾值的儲能單元合并為儲能子系統；

在每一個儲能子系統內部進行等值計算；

基于經過所述等值計算的儲能子系統構建等值模型。

優選的，根據各儲能單元內電池組的初始荷電狀態，將調度需求分配到各儲能單元，包括：

式中：P_i(t)：儲能單元i在t時刻的功率；P_總(t)：儲能系統在t時刻的調度需求；λ：儲能充放電狀態參數；當P_總(t)0時λ＝1，P_總(t₁)0時λ＝0；SOC_i(t)：儲能單元i在t時刻電池組的初始荷電狀態；i：儲能單元標號，i＝1、2、3...x...y...n。

優選的，所述根據分配到各儲能單元的調度需求，計算每一個儲能單元對應的虛擬同步機的功角值，如下式所示：

式中：P_i(t)：儲能單元i在t時刻的功率；U：虛擬同步發電機的端電壓；E₀：虛擬同步發電機的電動勢；X：虛擬同步發電機的電抗；δ_{i_t}：儲能單元i在t時刻的功角。

優選的，所述將所述虛擬同步機的功角變化小于閾值的儲能單元合并為儲能子系統，包括：