[发明专利]一种大容量电池储能电站半实物仿真建模方法

说明书

本发明公开了一种大容量电池储能电站半实物仿真建模方法，步骤包括：搭建含大容量电池储能电站的电网一次系统模型；选定目标储能变流器，将其输出的各类电压、电流关联至GTAO的指定端口与PCS控制模块相连；将目标储能变流器各断路器四者的控制信号及IGBT通断控制脉冲关联至GTDI的指定端口与PCS控制模块对应端口相连。将目标储能变流器收到的来自GTDI的控制信号和触发脉冲复制给其余各个储能变流器。本发明能够实现一个储能变流器控制模块控制多个储能变流器的半实物仿真，同时大大减少了大容量电池储能电站半实物仿真建模所需接口和储能变流器控制模块数量，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及大容量电池储能电站技术，具体涉及一种大容量电池储能电站半实物仿真建模方法。

背景技术

储能系统对功率及能量的时空迁移能力是解决间歇性新能源功率输出波动性、间歇性等固有问题的有效措施，并随着风力发电、光伏发电等新能源技术的广泛普及应用而获得快速发展。相对于飞轮、抽水蓄能、压缩空气、超级电容等储能方式，电池储能电站具有储能密度大、选址灵活、安装便捷、可四象限平滑稳定运行等优点，在国内已进入广泛建设阶段，电源侧、负荷侧电池储能电站均有不小的建设规模。电网侧电池储能电站具有参与电网削峰填谷、频率调节、无功支撑和紧急控制等功能，大规模建设后可有效提升系统运行的灵活性、稳定性、经济性和清洁度，近年来在相关政策引导下迅猛发展，江苏、湖南、河南、青海等多地地方政府和电网企业都在积极布局和推动电网侧储能电站建设。

电池储能电站采用脉冲宽度调制变流技术实现四象限运行，受制于绝缘栅双极型晶体管IGBT容量和电气耐受性能限制，储能领域工程中单个PCS功率水平不高，以致大容量电池储能站须由数量众多的PCS并联构成。PCS电气模块可通过仿真软件建模，但由于PCS控制策略为厂家私有、且参差不齐，并考虑到PCS控制策略对电池储能站运行特性具有决定性作用，目前建立功率变流单元仿真模型最有效可靠的方法是半实物仿真，其中的实物指的是PCS控制模块，为电池储能站工程实际使用的同型号产品。但若为每个PCS均配置一个控制模块实物，则对于大容量电池储能电站而言，需要的控制模块实物数量巨大，一方面经济性差，另一方面实时数字仿真仪RTDS也很难具备足够的外部接口，方案可操作性极低，急需对PCS控制模块功能复用。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种大容量电池储能电站半实物仿真建模方法，本发明能够实现一个储能变流器控制模块控制多个储能变流器的半实物仿真，同时大大减少了大容量电池储能电站半实物仿真建模所需接口和储能变流器控制模块数量，应用前景广泛。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种大容量电池储能电站半实物仿真建模方法，实施步骤包括：

1）在实时数字仿真器RTDS的模型编辑界面RSCAD上搭建含大容量电池储能电站的电网一次系统模型；

2）在所述电网一次系统模型中选定一台储能变流器作为目标储能变流器，将目标储能变流器的交流侧三相电压、交流侧三相电流、电池堆侧的直流侧正负电压关联至高速模拟量输出板卡GTAO的指定端口，然后通过外部回路与储能变流器控制模块相连；

3）将目标储能变流器的交流侧断路器、直流侧正极断路器、直流侧负极断路器、充电回路断路器四者的控制信号，以及12个IGBT通断控制脉冲关联至高速数字量输入板卡GTDI的指定端口，然后通过硬接线与储能变流器控制模块对应端口相连。

4）将目标储能变流器收到的来自高速数字量输入板卡GTDI的控制信号和触发脉冲复制给其余各个储能变流器，实现一台储能变流器控制模块控制多台储能变流器运行的半实物仿真。