[發(fā)明專利]一種大容量電池儲能電站半實(shí)物仿真建模方法

有效

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• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111308913B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐浩;歐陽帆;朱維鈞;侯凱;嚴(yán)亞兵;余斌;董國琴;蔣應(yīng)偉;陳玉;許立強(qiáng);李剛;梁文武;李輝;吳晉波;洪權(quán);臧欣;王善諾;劉志豪;尹超勇;肖納敏;王娜;王慧娟
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖南省電力有限公司;國網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)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(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明公開了一種大容量電池儲能電站半實(shí)物仿真建模方法，步驟包括：搭建含大容量電池儲能電站的電網(wǎng)一次系統(tǒng)模型；選定目標(biāo)儲能變流器，將其輸出的各類電壓、電流關(guān)聯(lián)至GTAO的指定端口與PCS控制模塊相連；將目標(biāo)儲能變流器各斷路器四者的控制信號及IGBT通斷控制脈沖關(guān)聯(lián)至GTDI的指定端口與PCS控制模塊對應(yīng)端口相連。將目標(biāo)儲能變流器收到的來自GTDI的控制信號和觸發(fā)脈沖復(fù)制給其余各個儲能變流器。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一個儲能變流器控制模塊控制多個儲能變流器的半實(shí)物仿真，同時(shí)大大減少了大容量電池儲能電站半實(shí)物仿真建模所需接口和儲能變流器控制模塊數(shù)量，應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大容量電池儲能電站技術(shù)，具體涉及一種大容量電池儲能電站半實(shí)物仿真建模方法。

背景技術(shù)

儲能系統(tǒng)對功率及能量的時(shí)空遷移能力是解決間歇性新能源功率輸出波動性、間歇性等固有問題的有效措施，并隨著風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源技術(shù)的廣泛普及應(yīng)用而獲得快速發(fā)展。相對于飛輪、抽水蓄能、壓縮空氣、超級電容等儲能方式，電池儲能電站具有儲能密度大、選址靈活、安裝便捷、可四象限平滑穩(wěn)定運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)已進(jìn)入廣泛建設(shè)階段，電源側(cè)、負(fù)荷側(cè)電池儲能電站均有不小的建設(shè)規(guī)模。電網(wǎng)側(cè)電池儲能電站具有參與電網(wǎng)削峰填谷、頻率調(diào)節(jié)、無功支撐和緊急控制等功能，大規(guī)模建設(shè)后可有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和清潔度，近年來在相關(guān)政策引導(dǎo)下迅猛發(fā)展，江蘇、湖南、河南、青海等多地地方政府和電網(wǎng)企業(yè)都在積極布局和推動電網(wǎng)側(cè)儲能電站建設(shè)。

電池儲能電站采用脈沖寬度調(diào)制變流技術(shù)實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，受制于絕緣柵雙極型晶體管IGBT容量和電氣耐受性能限制，儲能領(lǐng)域工程中單個PCS功率水平不高，以致大容量電池儲能站須由數(shù)量眾多的PCS并聯(lián)構(gòu)成。PCS電氣模塊可通過仿真軟件建模，但由于PCS控制策略為廠家私有、且參差不齊，并考慮到PCS控制策略對電池儲能站運(yùn)行特性具有決定性作用，目前建立功率變流單元仿真模型最有效可靠的方法是半實(shí)物仿真，其中的實(shí)物指的是PCS控制模塊，為電池儲能站工程實(shí)際使用的同型號產(chǎn)品。但若為每個PCS均配置一個控制模塊實(shí)物，則對于大容量電池儲能電站而言，需要的控制模塊實(shí)物數(shù)量巨大，一方面經(jīng)濟(jì)性差，另一方面實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀RTDS也很難具備足夠的外部接口，方案可操作性極低，急需對PCS控制模塊功能復(fù)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種大容量電池儲能電站半實(shí)物仿真建模方法，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一個儲能變流器控制模塊控制多個儲能變流器的半實(shí)物仿真，同時(shí)大大減少了大容量電池儲能電站半實(shí)物仿真建模所需接口和儲能變流器控制模塊數(shù)量，應(yīng)用前景廣泛。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種大容量電池儲能電站半實(shí)物仿真建模方法，實(shí)施步驟包括：

1）在實(shí)時(shí)數(shù)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(wǎng)一次系統(tǒng)模型；

2）在所述電網(wǎng)一次系統(tǒng)模型中選定一臺儲能變流器作為目標(biāo)儲能變流器，將目標(biāo)儲能變流器的交流側(cè)三相電壓、交流側(cè)三相電流、電池堆側(cè)的直流側(cè)正負(fù)電壓關(guān)聯(lián)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(biāo)儲能變流器的交流側(cè)斷路器、直流側(cè)正極斷路器、直流側(cè)負(fù)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(guān)聯(lián)至高速數(shù)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(yīng)端口相連。

4）將目標(biāo)儲能變流器收到的來自高速數(shù)字量輸入板卡GTDI的控制信號和觸發(fā)脈沖復(fù)制給其余各個儲能變流器，實(shí)現(xiàn)一臺儲能變流器控制模塊控制多臺儲能變流器運(yùn)行的半實(shí)物仿真。