一种储能变流器的模型验证方法技术

本发明专利技术提供了一种储能变流器的模型验证方法，包括步骤1：依据储能变流器的控制策略建立储能变流器模型；步骤2：对储能变流器开展实验室型式试验，得到储能变流器的实际测试数据；步骤3：对储能变流器模型进行仿真分析，得到储能变流器模型的仿真数据；步骤4：对仿真数据和实际测试数据进行区间划分；步骤5：计算各区间内仿真数据与实际测试数据的试验数据误差，依据试验数据误差和误差阈值对储能变流器模型进行验证。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种储能变流器的模型验证方法，能够有效评价储能变流器模型的准确性，可用于含储能变流器的新能源发电并网性能评价，满足规模化新能源发电低电压穿越等并网性能评价需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能变流器
，具体涉及。
技术介绍
常见储能系统的结构包括储能元件部分、变流器部分（DC/DC、DC/AC)及控制系统 三个部分。储能变流器的充/放电性能、并/离网性能等是衡量其控制能力的主要指标。国 外针对储能变流器性能尚无通用的技术标准，现有IEC标准仅针对储能用电池的技术要求 及测试模式作出规定，我国于2011年颁布的能源行业标准NB/T 31016,针对电池储能功率 控制系统提出了技术条件，包括恒压充电、恒流充电、恒流限压充电能力等。 传统储能变流主要以并网运行为主，随着分布式发电及微电网技术发展，要求储 能变流器具备离网运行模式，因此储能变流器的控制策略主要包括直流侧控制、并网控制、 离网V/F控制、充/放电切换、并/离网切换等。储能变流器并网模式为P/Q功率解耦控 制，充电模式可分为恒流及恒压控制，储能变流器模型以控制策略为依据，但由于储能变流 器的控制较复杂，实现功能多样，模型是否能够准备反映储能变流器的实际性能无法考证， 针对储能变流器模型验证的方法尚无规范性文件。 目前，在新能源发电模型验证方面，国内外仅限风电及光伏发电的模型验证方法 研究，模型验证以低电压穿越性能为主要对象，针对储能变流器控制能力的模型验证技术 亟需解决。 现有储能变流器建模方法未结合实测数据开展模型验证相关技术研究，储能变流 器的模型准确性无法评估。本专利技术针对现有技术的不足，提供一种储能变流器的模型验证 方法，充分考虑储能变流器控制性能考核指标，建立储能变流器并网与充/放电控制功能 模型，并将模型仿真结果与实际测试结果进行分区间的暂/稳态误差分析，通过误差比对 结果修订模型，从并网P/Q控制、离网V/F控制、并/离网切换以及并网低电压穿越等方面 分析模型准确性，提高模型精度并进一步用于含储能逆变器的发电系统并网性能评估。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要，本专利技术提供了。 本专利技术的技术方案是： 所述方法包括： 步骤1 :依据储能变流器的控制策略建立储能变流器模型； 步骤2 :对所述储能变流器开展实验室型式试验，得到所述储能变流器的实际测 试数据； 步骤3 :对所述储能变流器模型进行仿真分析，得到储能变流器模型的仿真数据； 所述仿真分析为与所述实验室型式试验的项目相匹配的仿真分析； 步骤4 :对所述仿真数据和实际测试数据进行区间划分； 步骤5 :计算各区间内仿真数据与实际测试数据的试验数据误差，依据所述试验 数据误差和误差阈值对所述储能变流器模型进行验证。 优选的，所述步骤2中实验室型式试验包括低电压穿越检测、充/放电切换检测和 并/离网控制检测； 优选的，所述低电压穿越检测包括： 步骤211 :设定电网故障类型，以及电网电压跌落点和电压跌落时间；所述电网电 压跌落点的数目至少为5; 步骤212 :采用无源电抗器模拟电网电压跌落； 步骤213 :采集储能变流器中直流母线电压、直流母线电流、三相交流电压和三相 交流电流，采样频率至少为IOkHz ; 优选的，所述充/放电切换检测包括： 步骤221 :储能变流器按照额定充电功率运行至少3分钟后，将储能变流器从所述 额定充电功率的90%切换到额定放电功率的90%，并记录储能变流器直流侧完成电流切 换的时间t 11; 步骤222 :所述储能变流器按照所述额定放电功率运行至少3分钟后，将储能变流 器从所述额定放电功率的90%切换到额定充电功率的90%，并记录储能变流器直流侧完 成电流切换的时间t 12; 步骤223 :依据所述时间tn和时间t 12计算储能变流器的平均充/放电切换时间 心为： 优选的，所述并/离网控制检测包括： 步骤231 :设定储能变流器中负荷功率为储能变流器额定功率的100%，以及储能 变流器的初始工作模式为并网运行模式； 步骤232 :当所述储能变流器在所述并网运行模式下稳定运行后，向其发送离网 运行指令，检测储能变流器是否切换到离网运行模式； 步骤233 :当所述储能变流器在所述离网运行模式下稳定运行后，向其发送并网 运行指令，储能变流器是否切换到并网运行模式； 优选的，步骤3中仿真分析包括低电压穿越仿真、充/放电切换仿真和并/离网控 制仿真； 所述低电压穿越仿真的仿真参数值依据低电压穿越检测的检测工况设定； 所述充/放电切换仿真的仿真参数值依据充/放电切换检测的检测工况设定； 所述并/离网控制仿真的仿真参数值依据并/离网控制检测的检测工况设定； 优选的，所述步骤4中对仿真数据和实际测试数据进行区间划分包括： 步骤4-1 :对所述实际测试数据和仿真数据进行同步性处理； 步骤4-2 :将储能变流器的输出波形均划分为故障/切换前区间、故障/切换中区 间和故障/切换后区间；所述故障/切换前区间、故障/切换中区间和故障/切换后区间均 包括暂态子区间和稳态子区间； 优选的，所述步骤5中计算各区间的试验数据误差包括均值误差F和最大误差 F，； 所述均值误差F的计算公式为： 其中，Ktegin为实际测试数据xM(i)及仿真数据知⑴的开始时间，KEnd为实际测试 数据xM(i)及仿真数据xs(i)的结束时间，i为实际测试数据及仿真数据的序号。 与最接近的现有技术相比，本专利技术的优异效果是： 本专利技术提供的，可以在包含有储能变流器的分布 式或微电网模型中开展应用，解决当前储能变流器模型不准确的问题，实现并网规模化新 能源发电和低电压穿越等性能评价，满足含储能变流器的新能源发电性能评价需求。【附图说明】 下面结合附图对本专利技术进一步说明。 图1 :本专利技术实施例中流程图； 图2 :本专利技术实施例中储能变流器并网P/Q控制模型示意图； 图3 :本专利技术实施例中储能变流器离网V/F控制模型示意图； 图4 :本专利技术实施例中储能变流器充/放电切换模型示意图； 图5 :本专利技术实施例中低电压穿越暂态区间划分示意图； 图6 :本专利技术实施例中充/放电暂态区间划分示意图； 图7 :本专利技术实施例中充/放电检测回路示意图； 图8 :本专利技术实施例中并/离网检测回路示意图。【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。 本专利技术提供的，充分考虑储能变流器控制性能考 核指标，建立储能变流器模型，并将该模型的仿真结果与实际测试结果进行分区的暂/稳 态误差分析，通过误差比对结果修订模型，从并网P/Q控制、离网V/F控制、并/离网切换以 及并网低电压穿越等方面分析储能变流器模型准确性，提高储能变流器模型精度并进一步 用于含储能逆变器的发电系统并网性能评估。 本专利技术中储能变流器的模型验证方法的实施例如图1所示，具体步骤为：1、依据储能变流器的控制策略构建储能变流器模型。 本实施例中储能变流器模型的控制策略具备并网P/Q控制、低电压穿越控制、离 网V/F控制、并/离网切换、充/放电控制和切换等功能。本实施例中储能变流器模型的功 能模型包括： (1)并网P/Q控制模型 储能变流器并网P/Q控制模型如图2所示： 当储能变流器交流侧电压标幺值叫在（0,0. 9]电压区间内，其工作在低电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能变流器的模型验证方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：依据储能变流器的控制策略建立储能变流器模型；步骤2：对所述储能变流器开展实验室型式试验，得到所述储能变流器的实际测试数据；步骤3：对所述储能变流器模型进行仿真分析，得到储能变流器模型的仿真数据；所述仿真分析为与所述实验室型式试验的项目相匹配的仿真分析；步骤4：对所述仿真数据和实际测试数据进行区间划分；步骤5：计算各区间内仿真数据与实际测试数据的试验数据误差，依据所述试验数据误差和误差阈值对所述储能变流器模型进行验证。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晶生，刘美茵，陈梅，居蓉蓉，郑飞，董玮，张晓琳，李红涛，丁明昌，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11