一种电化学储能系统协控单元功率响应的仿真方法

技术领域

本发明涉及一种电化学储能系统协控单元功率响应的仿真方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

随着电池技术的不断进步及其成本的降低，以锂离子电池为主的电化学储能系统近年来得到了迅速发展及工程应用。然而，安全问题已逐渐成为锂电池储能电站建设及大规模应用的首要问题。储能变流器在电力储能系统中担任执行角色，核心功能是控制储能电池的充电和放电过程，因此储能变流器对充放电的电压、电流、频率、功率等要求更为快速精确，以实现恒功率恒流充放电以及平滑波动性电源输出，保障电池安全的同时提高电能传输效率和电能质量。

现有技术如申请号为“CN202310219332.8”的发明专利公开了一种基于储能变流器的通用自动检测系统及方法，包括软件和硬件两部分；软件包括电连接的数据读取模块、数据存储模块和数据分析模块；硬件包括通过动力电缆连接的测试电路、储能变流器、切换单元和数据采集模块；数据读取模块与数据采集模块无线通信连接，对采集到的数据进行读取后存储到数据存储模块，本发明使用软硬件结合的方式实现对储能变流器的自动化检测；但是自动检测系统需要送电之后才能与电池管理系统BMS和储能变流器PCS进行联调，过程中出现的问题需要反复修改更正，对于电力系统的安全稳定运行造成不良影响，也会降低储能站的投运效率。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种电化学储能系统协控单元功率响应的仿真方法。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种电化学储能系统协控单元功率响应的仿真方法，包括以下步骤：

对储能协调控制装置建模，通过储能协调控制装置模型构建仿真协控装置，同时对储能协调控制装置模型进行解析得到仿真协控装置的接口信息；

对储能变流器建模，并对储能变流器模型进行解析得到储能变流器的接口信息；

根据储能变流器的接口信息与仿真协控装置的接口信息，将仿真协控装置与储能变流器建立关联；

仿真协控装置内部集成有功、无功功率控制模式选择策略，根据策略使用不同的控制模式向储能变流器输出相关的控制指令；

储能变流器响应仿真协控装置的控制指令后，将响应信息返回至仿真协控装置，由仿真软件判断储能变流器的动作行为是否正确，并生成测试判定结论。

作为本发明的优选实施方式，基于通用IEC61850通用模型规范对储能协调装置进行建模。

作为本发明的优选实施方式，所述仿真协控装置与储能变流器通过二次虚拟连线GOOSE网络建立关联。

作为本发明的优选实施方式，所述仿真协控装置支持的储能变流器最大接入台数不少于100台；

所述仿真协控装置同时具备IEC61850、IEC61850协议及IEC104协议通信接口。

作为本发明的优选实施方式，所述仿真协控装置的有功功率控制模式包括：源网荷储紧急控制、一次调频、恒有功功率控制；

上述控制模式的使用优先级为：源网荷储紧急控制>一次调频>恒有功功率控制。

作为本发明的优选实施方式，所述仿真协控装置的无功功率控制模式包括：动态无功调节、恒功率因素控制、恒无功功率控制；

上述控制模式的使用优先级为：动态无功调节>恒功率因素控制>恒无功功率控制。

作为本发明的优选实施方式，所述响应信息为储能变流器响应仿真协控装置控制指令后的遥测、遥信信号状态，通过GOOSE网络或MMS网络返回至仿真协控装置。

另一方面，本发明还提供了一种电化学储能系统协控单元功率响应的仿真系统，包括仿真协控装置与储能变流器，仿真协控装置通过二次虚拟连线GOOSE网络与储能变流器建立关联；

仿真协控装置内部集成有功、无功功率控制模式选择策略，根据策略使用不同的控制模式向储能变流器输出相关的控制指令；

储能变流器响应仿真协控装置的控制指令后，将响应信息返回至仿真协控装置，由仿真软件判断储能变流器的动作行为是否正确，并生成测试判定结论。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过对协控单元进行仿真，对储能站变流器进行控制与调节功能，实现储能站有功功率及无功功率逻辑响应策略的试验，为储能站的顺利投产提供保障，对储能设备的测试具有十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的有功功率控制逻辑示意图；

图3为本发明的无功功率控制逻辑示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

实施例一：

参见图1，一种电化学储能系统协控单元功率响应的仿真方法，包括以下步骤：

对储能协调控制装置建模，通过储能协调控制装置模型构建仿真协控装置，同时对储能协调控制装置模型进行解析得到仿真协控装置的接口信息；

对储能变流器建模，并对储能变流器模型进行解析得到储能变流器的接口信息；

根据储能变流器的接口信息与仿真协控装置的接口信息，将仿真协控装置与储能变流器建立关联；

仿真协控装置内部集成有功、无功功率控制模式选择策略，根据策略使用不同的控制模式向储能变流器输出相关的控制指令；

储能变流器响应仿真协控装置的控制指令后，将响应信息返回至仿真协控装置，由仿真软件判断储能变流器的动作行为是否正确，并生成测试判定结论。

具体地，在本实施例中：

步骤S1，基于通用IEC61850通用模型规范对储能协调控制装置进行建模及模型解析，获取仿真协控装置的接口信息。

步骤S2，对储能变流器模型解析，获取储能变流器的接口信息。

步骤S3，对仿真协控装置的遥控接口与储能变流器的响应输入通过二次虚拟连线进行GOOSE关联。形成仿真协控装置与储能变流器的虚拟接线的对应关系表。其中，表1为仿真协控装置与储能变流器的虚拟接线对应关系表。

表1

步骤S4，根据仿真协控装置内部集成有功、无功功率控制模式选择策略，按不同的控制模式向储能变流器输出相关的GOOSE控制指令，各模式的控制策略设置不同的优先级，其输出的控制指令也不同。

有功功率控制包括三种模式：源网荷储紧急控制、一次调频和恒有功功率控制等，优先级为：源网荷储紧急控制>一次调频>恒有功功率控制，其执行策略如图2所示。

无功功率控制包括三种模式：动态无功调节、恒功率因素控制和恒无功功率控制，优先级为：动态无功调节>恒功率因素控制>恒无功功率控制。其执行策略如图3所示。

步骤S5，储能变流器响应仿真协控装置的控制指令后，其遥测、遥信信号(四遥)状态发生变化。所述的四遥信号通过GOOSE网络或MMS网络返回至仿真协控装置。

步骤S6，仿真协控装置收到储能变流器的响应后，由仿真软件判断储能变流器的动作行为正确与否，并生成测试判定结论。

实施例二：

一种电化学储能系统协控单元功率响应的仿真系统，包括仿真协控装置与储能变流器，仿真协控装置通过二次虚拟连续GOOSE网络与储能变流器建立关联；

仿真协控装置内部集成有功、无功控制模式选择策略，根据策略使用不同的控制模式向储能变流器输出相关的控制指令；

储能变流器响应仿真协控装置的控制指令后，将响应信息返回至仿真协控装置，由仿真软件判断储能变流器的动作行为是否正确，并生成测试判定结论。

该模块用于实现实施例一中的功能，在此不再赘述。

实施例三：

本实施例提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任一实施例所述的方法。

实施例四：

本实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的方法。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory；以下简称：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。