[發明專利]一種抽水蓄能與電化學儲能聯合半實物仿真平臺及控制方法

在審

• 申請號: 202210721971.X
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115085258A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 胡振愷;史尤杰;陳滿;李巍巍;雷旗開;周月賓;葉復萌
• 申請（專利權）人: 南方電網調峰調頻發電有限公司;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J15/00;H02J13/00;G06F9/455
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 楊帥峰;岳東升

本發明屬于半實物仿真領域，具體涉及到一種抽水蓄能與電化學儲能聯合半實物仿真平臺及控制方法。本發明包括半實物仿真平臺的搭建和控制方法的實現。該仿真平臺是基于RT?LAB實時仿真機建立的硬件在環類半實物仿真平臺，包括搭建于RT?LAB實時仿真機中的實時仿真模型和硬件實物裝置；實時仿真模型包括交流電網模型、抽水蓄能發電機組模型以及儲能發電系統模型；硬件實物裝置包括抽水蓄能電站遠程控制終端、儲能本地控制器以及抽水蓄能與電化學儲能聯合控制器；聯合控制器獲取抽水蓄能發電機組參數、儲能發電系統參數、交流電網并網點潮流信息，接收調度中心下發的出力指令，通過分析計算得到儲能系統和抽水蓄能發電機組出力指令，控制系統運行。

技術領域

本發明屬于半實物仿真領域，具體涉及到一種抽水蓄能與電化學儲能聯合半實物仿真平臺及控制方法。

技術背景

抽水蓄能和電化學儲能是目前發展較為成熟、應用廣泛的兩種儲能技術。考慮到兩者具有不同的響應速度、放電時長、功率等級、成本等技術性和經濟性特點，將兩者組合形成混合型儲能系統，可充分發揮兩者的互補優勢，最大程度滿足未來新型電力系統的調度需求，具有重要研究與工程意義。但是，兩者結合應用還屬于嘗試階段，技術還不夠成熟，對于兩者結合應用中可能出現的實際問題，了解的還不夠全面。要充分了解這種混合型儲能的技術特點、調度方法、注意事項等，需要進行大量的試驗及數據分析，然而傳統的搭建實際試驗系統的方法，對于抽水蓄能以及大型電化學儲能的系統而言，一方面耗時很長且耗資巨大，會嚴重影響技術研究的進度，不利于推動技術的發展；另一方面搭建的實際試驗系統比較局限，只能針對某類抽水蓄能發電機組和某類電化學儲能模式，會影響研究的全面性。

本發明所述的一種抽水蓄能與電化學儲能聯合半實物仿真平臺及控制方法，是將RT-LAB實時仿真機與硬件實物相結合，開發半實物仿真系統，通過搭建仿真模型及相應的控制方法，實現抽水蓄能電站和電化學儲能電站的結合應用，獲取不同的抽水蓄能發電機組參數、儲能發電系統參數、交流電網并網點潮流信息等，通過大量試驗得到可靠的試驗數據，并對數據進行分析總結得到這種混合型電站的技術特點，為實際應用提供技術支撐，推動該技術的發展。

發明內容

本發明的目的在于克服抽水蓄能與電化學儲能聯合運行的混合型儲能系統建設過程周期長、靈活性差、技術方案可擴展性差、耗子巨大而導致該技術研究進度緩慢、試驗結論不全面的缺點而提出的一種抽水蓄能與電化學儲能聯合半實物仿真平臺及控制方法。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種抽水蓄能與電化學儲能聯合半實物仿真平臺及控制方法包括半實物仿真平臺的搭建和仿真平臺控制方法的實現兩個部分。

抽水蓄能與電化學儲能聯合半實物仿真平臺是基于RT-LAB實時仿真機建立的硬件在環類半實物仿真平臺，仿真平臺包括搭建于RT-LAB實時仿真機中的實時仿真模型和硬件實物裝置；

搭建于RT-LAB實時仿真機中的實時仿真模型包括交流電網模型、抽水蓄能發電機組模型以及儲能發電系統模型；

其中交流電網模型包括交流電壓源模型、線路阻抗模型以及配電變壓器模型，通過調整模型的配置參數，得到具有不同特性的交流電網節點；

其中抽水蓄能發電機組模型包括水泵水輪機組模型、電動發電機組模型以及抽水蓄能電站分散控制系統模型；抽水蓄能電站分散控制系統模型控制水泵水輪機組模型和電動發電機組模型啟動，調整水泵水輪機組模型的正轉或反轉模式以及電動發電機組模型的電動機或發電機模式，進行抽水蓄能或水力發電，并通過調整轉速、導葉開度等調整抽水蓄能電站出力，達到上級調度中心出力要求；