[发明专利]风电场储能硬件在环测试调整系统及方法

说明书

本发明公开了一种风电场储能硬件在环测试调整系统及方法，涉及风电场实时仿真技术领域。该测试系统基于实时仿真平台实现，通过搭建风电场‑储能系统模拟单元，结合电平适配板，将输入输出信号和实际的储能系统能量管理器相连接，构成硬件在环测试回路。测试风电场在不同风力特征情况下，储能系统的容量配置是否合理，即是否能够对风电场输出功率起到波动平抑、削峰填谷的作用，又不至于配比过大造成资源浪费，并对其进行优化，保证风电场运行的可靠性和经济性。

技术领域

本发明涉及风电场实时仿真技术领域，具体涉及一种风电场储能硬件在环测试调整系统及其测试方法。

背景技术

由于风能随机性、波动性的特点，决定了风电场的输出功率也呈现出波动性和不确定性。随着风电机组容量在电力系统中所占比例逐渐增加，这不仅使得风电出力难以准确预测，而且也给电力系统的安全稳定和经济运行带来了一系列问题。为了平抑风电波动功率，使风电在一定程度上具有可调度性，常把储能设备接入作为保证系统安全稳定运行的方式。储能系统的容量配置是否合理，对风电场储能联合系统的经济运行具有很大的影响。若储能容量配置过小，则当夜间风能资源丰富，风电大发时，发出的多余电量得不到充分存储，造成风电资源的浪费。若容量配置过大，不仅投资成本极大增加，还可能使得储能设备长时间处于充电不足状况，严重影响到储能设备的使用寿命。因此，合理的规划储能系统的容量，对于风力发电产业的长远发展具有十分重要的现实意义。

现有技术方案中，如公开号为CN104317283A，公开时间为2015年1月28日，名称为“一种用于风电场控制系统硬件在环测试平台及其测试方法”的中国发明专利文献，公开了一种用于风电场控制系统硬件在环测试平台及其测试方法，该测试平台包括核心电网和变流器中央计算仿真机、风电机组气动和机械仿真计算机簇群、测试平台状态监控和操纵上位机、网关和接口模块、风电场控制系统等部分组成，上位机和各个仿真机之间以及仿真机与被测风电场控制系统之间均采用高速以太网通讯。该测试平台基于Matlab/Simulink的风电场控制系统仿真测试平台，结合真实的风电场控制器，能够重复模拟风电场的常规和故障工况，进行相应的硬件在环测试。但是，该测试平台并没有搭建储能系统模型，因此不能对风电场的储能容量进行硬件在环测试。

再如公开号为CN104505850A，公开时间为2015年4月5日，名称为“一种风电场储能系统”的中国发明专利文献，提出了一种通过预测风电场的发电功率和负载的变化情况，实时检测储能蓄电池模块电池容量和配电网的运行情况，来制定和实施最适宜的控制策略的风电场储能装置控制系统。但是，该系统只是基于软件仿真，并不能对真实的储能系统能量管理器进行测试。

发明内容

为了发挥储能技术的优势，使风电场安全、可调度、经济高效地运行，本发明基于实时仿真平台，利用实时仿真软件，通过搭建风电场-储能系统模拟单元，结合电平适配板，将输入输出信号接入实际的储能系统能量管理器，构成硬件在环测试系统，测试风电场储能容量配置是否合理，并进行优化。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

风电场储能硬件在环测试调整系统，其特征在于：包括储能系统能量管理器、电平适配板、风电场储能系统；所述电平适配板包括电阻分压电路及光耦电路；所述风电场储能系统包括带有I/O接口的风电场模拟单元、电网与负荷模拟单元和储能系统模拟单元；所述储能系统能量管理器的信号通过电平适配板接入风电场储能系统各模拟单元的I/O接口。

风电场储能系统反馈给储能系统能量管理器的信号，包括风电场单元输出的有功功率/无功功率、电网单元的三相电压/电流、储能逆变器单元输出的直流电压/电流及三相交流电压/电流、电堆单元的荷电状态（SOC）。

在实时仿真软件的Runtime模式下，可以实时修改风电场模拟单元、电网与负荷模拟单元、储能系统模拟单元的模型参数，模拟风电场在不同风力特征下的系统级的性能试验，完成对风电场储能容量优化的硬件在环测试。