一种储能系统测试平台及其测试方法

技术领域

本发明属于电控设备测试技术领域，尤其是涉及一种储能系统测试平台及其测试方法。

背景技术

储能主要是指电能的储存，储能系统主要包括电池、电池管理系统、能量管理系统及储能变流器等部分，储能系统主要用于提供能量、削峰填谷、优化电网，提高能源利用率。

随着储能的不断发展，储能系统已经越来越多的应到不同的领域，储能变流器作为储能系统重要的电力电子变换装置，其直流侧与交流侧都有不同的电压范围。针对不同的储能系统，需要搭建不同的储能测试平台，浪费人力物力，同时，会影响测试周期，费时费力。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种测试平台及其测试方法，尤其是结构简单，操作方便，能够满足不同储能系统的测试平台，减少研发费用与测试周期，同时也可以对储能系统功能与性能进行全面的测试，功能齐全的一种储能系统测试平台及其测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种储能系统测试平台，包括电网模拟器，所述电网模拟器输入端连接电网系统，所述电网模拟器输出端分别并联多个变压器输入端，多个所述变压器输出端分别与多个储能变流器输入端连接，多个所述储能变流器输出端分别连接电池组，多个所述储能变流器与所述电池组之间连接上位机。

进一步的，所述电网模拟器为AC-AC的电力电子变换装置，所述电网模拟器实现能量双向流动。

进一步的，所述变压器为隔离变压器，所述隔离变压器变换与隔离电压。

进一步的，所述变压器为两台，所述变压器包括第一变压器和第二变压器。

进一步的，所述储能变流器为AC-DC的电力电子变换装置，所述储能变流器实现能量双向流动。

进一步的，所述储能变流器为两台，所述储能变流器包括第一储能变流器和第二储能变流器，所述第一储能变流器输入端连接所述第一变压器，所述第二储能变流器输入端连接所述第二变压器。

进一步的，所述电池组内部由串联的多个电池组成，多个所述电池分别由接触器进行控制，所述接触器调节所述电池组的电压值。

进一步的，所述电池组输入端与所述电池组输出端分别与多台所述储能变流器的直流侧正负端口连接。

进一步的，所述上位机控制所述电池组的切入切出与所述第一储能变流器及所述第二储能变流器的启停与加载。

进一步的，本发明还提供一种储能系统测试平台的测试方法，利用上述的测试平台，包括以下步骤，

S1：修改各所述变压器抽头；

S2：修改所述电网模拟器的输出电压参数；

S3：根据各所述储能变流器直流侧电压范围，修改所述电池组中所述接触器组合；

S4：启动运行机器；

S5：当所述第一储能变流器与所述第二储能变流器跑环流恒流时，所述电池组继续投入，所述第一储能变流器与所述第二储能变流器同时加载电流；

S6：当所述第一储能变流器恒流或恒功率时，所述第一储能变流器对所述电池组进行充放电；

S7：当所述第一储能变流器恒压，所述第二储能变流器恒流或恒功率时，所述电池组切出，所述第二储能变流器加载电流或功率。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明结构简单、操作方便，不仅可以实现两台储能变流器正常的跑环流试验，而且可以实现储能变流器不同输入输出端范围的有功无功加载、功率因数、稳流稳压等功能性试验以及电网适应性试验，并且单台储能变流器可以实现对电池的充放电试验。以满足不同的储能系统，提供一种能够解决多种输入与输出的电压范围，减少研发费用与测试周期，实现对储能系统的功能与性能全面的进行测试。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的整体流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

如图1所示，一种储能系统测试平台，包括电网模拟器，电网模拟器输入端连接电网系统，电网模拟器输出端分别并联多个变压器输入端，多个变压器输出端分别与多个储能变流器输入端连接，多个储能变流器输出端分别连接电池组，多个储能变流器与电池组之间连接上位机。

具体的，电网模拟器为AC-AC的电力电子变换装置，电网模拟器实现能量双向流动。AC-AC的电力电子变换装置可以为多种结构，只要实现上述功能即可，AC-AC的电力电子变换装置可以是单位自己研发的产品，也可以购买其他厂家的现有产品，在加载储能变流器的过程中电网模拟器起到电压支撑的作用，即使在模拟电网的电压与频率时，对电网模拟器的电流有一定的冲击，综合考虑，电网模拟器仅需选择一款较小功率等级的产品即可。

变压器为隔离变压器，隔离变压器变换与隔离电压。隔离变压器可以为多种结构，只要实现上述功能即可。具体的，变压器为两台，变压器包括第一变压器和第二变压器。第一变压器和第二变压器均为隔离变压器，为了实现储能变流器的交流多种输出电压等级，第一变压器和第二变压器的副边可以选用多触头形式，变比值可以根据国标要求或实际应用进行选择。

储能变流器为AC-DC的电力电子变换装置，储能变流器实现能量双向流动。具体的，本实施例的储能变流器包括两台，储能变流器包括第一储能变流器和第二储能变流器，第一储能变流器输入端连接第一变压器，第二储能变流器输入端连接第二变压器。第一储能变流器和第二储能变流器均为同一款电力电子变换产品，实现电池与电网间的双向流动，该装置属于被测试产品，产品的输入输出属性可以多样化。

电池组内部由串联的多个电池组成，多个电池分别由接触器进行控制，接触器调节电池组的电压值。上位机控制电池组的切入切出与第一储能变流器及第二储能变流器的启停与加载。电池组输入端与电池组输出端分别与多台储能变流器的直流侧正负端口连接。

本实施例中，电池组的作用有三个，其一是实现第一储能变流器和第二储能变流器的电压支撑；其二是当储能变流器为恒流充电模式时，电池作为电压源实现电压的渐变，其三是可以实现单台储能变流器的电池充放电试验。该部件为可控的电压源，可以为多种结构，可以为锂离子电池或电容均可。

上位机实现对第一储能变流器、第二储能变流器和电池组的控制调节，其中储能变流器的直流侧的电压容量决定电池组的投入数，同时为储能变流器做恒流充电试验时，通过控制电池组为系统的直流侧提供渐变电压。

本发明还提供一种储能系统测试平台的测试方法，利用上述的测试平台，包括以下步骤，

S1：修改各变压器抽头。

S2：修改电网模拟器的输出电压参数。

S3：根据各储能变流器直流侧电压范围，修改电池组中所述接触器组合。

S4：启动运行机器；

S5：当第一储能变流器与第二储能变流器跑环流恒流时，电池组继续投入，第一储能变流器与第二储能变流器同时加载电流。

S6：当第一储能变流器恒流或恒功率时，第一储能变流器对电池组进行充放电。

S7：当第一储能变流器恒压，第二储能变流器恒流或恒功率时，电池组切出，第二储能变流器加载电流或功率。

解决储能变流器多种输入输出的电压等级，可按照下述流程进行，具体的，如图2所示。另外需要说明的是，为了电池组的配置电压更加灵活，电池组选择磷酸铁锂电池，其中选择C1-C5各为204.8VDC，选择C6-C10各为102.4VDC，选择C11-C15各为51.2VDC。最大额定输出电压为1792VDC。

实施例1

常见的储能变流器的直流输入范围是600-850V，交流输出400VAC，测试步骤如下：

S1：选择第一变压器与第二变压器的变比为400VAC/400VAC。

S2：修改电网模拟器的输出电压参数为400VAC。

S3：启动电池组的组合为C1与C2、C6与C7、C11与C12，即为716.8V。

S4：启动第一储能变流器为恒流充电与第二储能变流器为恒流放电。

S5：一起加载电流，进行有功控制、效率、功率因数等的性能测试。

S6：完成S5步骤的试验内容。

S7：使第二储能变流器停止工作，启动第一储能变流器为恒流或恒功率，对电池进行充放电试验。

S8：完成S7步骤的试验内容。

S9：启动第一储能变流器为恒压控制，切断电池，第二储能变流器为恒流或恒功率控制。

S10：第二储能变流器加载电流或功率，进行稳流或稳压以及充放电转换试验等性能测试。

S11：完成S10步骤的试验内容。

S12：停机。

实施例2

储能变流器的直流输入范围是1000-1500V，交流输出550VAC，测试步骤如下：

S1：选择第一变压器与第二变压器的变比为400VAC/400VAC。

S2：修改电网模拟器的输出电压参数为550VAC。

S3：启动电池组的组合为C1-C4、C6-C8、C11-C13，即为1280V。

S4：启动第一储能变流器为恒流充电与第二储能变流器为恒流放电。

S5：一起加载电流，进行有功控制、效率、功率因数等的性能测试。

S6：完成S5步骤的试验内容。

S7：使第二储能变流器停止工作，启动第一储能变流器为恒流或恒功率，对电池进行充放电试验。

S8：完成S7步骤的试验内容。

S9：启动第一储能变流器为恒压控制，切断电池，第二储能变流器为恒流或恒功率控制。

S10：第二储能变流器加载电流或功率，进行稳流或稳压以及充放电转换试验等性能测试。

S11：完成S10步骤的试验内容。

S12：停机。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明结构简单、操作方便，不仅可以实现两台储能变流器正常的跑环流试验，而且可以实现储能变流器不同输入输出端范围的有功无功加载、功率因数、稳流稳压等功能性试验以及电网适应性试验，并且单台储能变流器可以实现对电池的充放电试验。以满足不同的储能系统，提供一种能够解决多种输入与输出的电压范围，减少研发费用与测试周期，实现对储能系统的功能与性能全面的进行测试。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。