[發明專利]一種大容量電池儲能電站半實物仿真建模方法

有效

• 申請號: 202010191561.X
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111308913B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 徐浩;歐陽帆;朱維鈞;侯凱;嚴亞兵;余斌;董國琴;蔣應偉;陳玉;許立強;李剛;梁文武;李輝;吳晉波;洪權;臧欣;王善諾;劉志豪;尹超勇;肖納敏;王娜;王慧娟
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;H02J3/32
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種大容量電池儲能電站半實物仿真建模方法，其特征在于實施步驟包括：

1）在實時數字仿真器RTDS的模型編輯界面RSCAD上搭建含大容量電池儲能電站的電網一次系統模型；

2）在所述電網一次系統模型中選定一臺儲能變流器作為目標儲能變流器，將目標儲能變流器的交流側三相電壓、交流側三相電流、電池堆側的直流側正負電壓關聯至高速模擬量輸出板卡GTAO的指定端口，然后通過外部回路與儲能變流器控制模塊相連；

3）將目標儲能變流器的交流側斷路器、直流側正極斷路器、直流側負極斷路器、充電回路斷路器四者的控制信號，以及12個IGBT通斷控制脈沖關聯至高速數字量輸入板卡GTDI的指定端口，然后通過硬接線與儲能變流器控制模塊對應端口相連；

4）將目標儲能變流器收到的來自高速數字量輸入板卡GTDI的控制信號和觸發脈沖復制給其余各個儲能變流器，實現一臺儲能變流器控制模塊控制多臺儲能變流器運行的半實物仿真；

步驟3）的詳細步驟包括：

3.1）將目標儲能變流器的交流側斷路器、直流側正極斷路器、直流側負極斷路器、充電回路斷路器四者的控制信號，以及12個IGBT通斷控制脈沖關聯至高速數字量輸入板卡GTDI的指定端口；

3.2）將目標儲能變流器的交流側斷路器、直流側正極斷路器、直流側負極斷路器、充電回路斷路器四者的控制信號，以及12個IGBT通斷控制脈沖對應的高速數字量輸入板卡GTDI的指定端口通過硬接線連接至儲能變流器控制模塊對應端子；

3.3）修改高速數字量輸入板卡GTDI的電源供給結構，儲能變流器控制模塊輸出的脈沖信號為15V有源信號，輸出的斷路器控制信號為干接點，將輸出的脈沖信號、斷路器控制信號二者對應的高速數字量輸入板卡GTDI端子分開相互獨立，前者直接開入高速數字量輸入板卡GTDI的輸出端子，后者供給24V直流電壓后輸入對應交流側斷路器、直流側正極斷路器、直流側負極斷路器、充電回路斷路器的控制端。

2.根據權利要求1所述的大容量電池儲能電站半實物仿真建模方法，其特征在于，步驟1）中搭建含大容量電池儲能電站的電網一次系統模型包括：等效成無窮大系統的電網系統、電網系統等效阻抗、10kV母線以及電池儲能電站，所述電網系統通過電網系統等效阻抗與10kV母線相連，所述電池儲能電站包括多個儲能變流器，且每一個儲能變流器連接有一個電池堆，其中電池堆用實時數字仿真器RTDS的軟件模型庫中的直流電源模型，所述儲能變流器為基于IGBT的三電平結構儲能變流器，且所述電池儲能電站下轄各儲能變流器通過干式變連接至10kV母線，實現各儲能變流器的并聯連接。

3.根據權利要求2所述的大容量電池儲能電站半實物仿真建模方法，其特征在于，步驟2）的詳細步驟包括：

2.1）在所述電網一次系統模型中選定一臺儲能變流器作為目標儲能變流器，將目標儲能變流器的交流側三相電壓、交流側三相電流、電池堆側的直流側正負電壓關聯至高速模擬量輸出板卡GTAO的指定端口；

2.2）將目標儲能變流器的交流側三相電壓、電池堆側的直流側正負電壓對應的高速模擬量輸出板卡GTAO的指定端口通過硬接線連接至功率放大器，并設置高速模擬量輸出板卡GTAO的參數使得功放輸出準確放映目標儲能變流器的交流側三相電壓、電池堆側的直流側正負電壓的值；

2.3）將目標儲能變流器的交流側三相電壓、電池堆側的直流側正負電壓對應的功率放大器輸出端子通過硬接線連接至儲能變流器控制模塊對應端子；

2.4）將目標儲能變流器的交流側三相電流直接通過硬接線連接至儲能變流器控制模塊對應端子。

4.根據權利要求1所述的大容量電池儲能電站半實物仿真建模方法，其特征在于，步驟4）的詳細步驟包括：

4.1）將高速數字量輸入板卡GTDI接收的所有控制信號和控制脈沖進行復制，分別復制給除目標儲能變流器的之外的各儲能變流器的控制信號和控制脈沖的對應接點；

4.2）通過CAN通訊線將儲能變流器控制模塊連接至上位機，并在上位機上運行儲能變流器控制模塊的驅動程序；

4.3）運行實時數字仿真器RTDS的模型編輯界面RSCAD上的大容量電池儲能站模型，待10kV母線帶電后，在上位機上啟動儲能站運行，并設置儲能站功率指令值，實現儲能站的帶負荷運行仿真。

5.根據權利要求4所述的大容量電池儲能電站半實物仿真建模方法，其特征在于，步驟4.2）中的上位機為筆記本電腦。