基于储能PCS的测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术涉及电气控制领域，尤其涉及一种基于储能PCS的测试系统及测试方法。一种基于储能PCS的测试系统，应用于测试利用电池向被测储能PCS供电时所述被测储能PCS的功率变化，所述测试系统包括：电网，用于提供电能；实验储能PCS，与所述被测储能PCS串接于电网上；其中，通过所述实验储能PCS调整电路中的电性参数来模拟所述电池的充、放电的运行工况。一种基于储能PCS的测试方法，所述测试方法包括：实验储能PCS模拟电池的充、放电的运行工况；被测储能PCS根据所述实验储能PCS模拟的运行工况进行功率变换；根据所述被测储能PCS的功率变换情况得到测试结果。

Test system and test method based on energy storage PCS

The invention relates to the electric control field, in particular to a test system and a test method based on energy storage PCS. A storage test system based on PCS is applied to test the battery to the measured power changes of the PCS power supply when the measured energy PCS, including: the test system for supplying power to the power grid, energy storage; experimental PCS, and the measured energy storage PCS series connected to power grid on the operating conditions; in charge and discharge through the experimental energy storage electric parameter adjustment circuit in PCS to simulate the battery. A test method of energy storage based on PCS, including the test method: the storage conditions of charge and discharge of the PCS battery; the measured energy storage PCS according to the experimental operation of PCS simulation for power transformation; according to the measured energy PCS power conversion condition obtained the test results.

【技术实现步骤摘要】
基于储能PCS的测试系统及测试方法
本专利技术涉及电气控制领域，尤其涉及一种基于储能PCS的测试系统及测试方法。
技术介绍
储能技术特别是大规模、大容量储能技术，是解决现代电力系统中可再生能源并网难题的关键技术。储能技术将电能以化学或者物理等形式存储起来，在需要的时候转化成电能释放出来。在可再生能源发电系统以及电网中配备一定容量和功率的储能系统，可以起到平滑和抑制功率波动、提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动等作用。储能系统可以并网运行，向电网随时输送电能或在用电低谷时存储电能。储能系统一般由储能装置(如各种储能电池)和功率变换系统(PowerConversionSystem,PCS)两部分组成，PCS作为连接储能装置和电网的关键部分，是储能系统的能量传输通道，对输送电能质量具有重要意义，其性能优劣直接影响到电能质量，因此，对储能PCS的测试十分重要。储能PCS具有为储能电池充放电的功能，目前，一般采用储能电池对其进行测试，结构如图1所示。然而，购置、维护储能电池等不仅需要大量的费用，而且需要较大的存放空间，由于电池为易损耗型器件，循环寿命终结需进行更换，同时在进行极端工况的实验时也有损坏的风险，从而大大增加了对储能PCS的测试研究成本，影响正常的测试进度。同时，对储能系统配套和辅助领域进行研究时，也带来了诸多不便和困难，如无法灵活调节储能电池参数、无法准确控制储能电池工况、电池充放电时间较长等。电池容量有限，为储能PCS大功率长时间的运行带来不便。成本高，占地面积大，购置、维护储能电池等设备需要大量的费用，大容量电池需要较大的空间。如上所述，现有技术中电池为易损耗型器件，循环寿命终结需进行更换，同时在进行极端工况的实验时也有损坏的风险，大大增加了储能PCS的测试成本，影响正常的测试进度；现有的技术方案欠缺灵活度，无法灵活调节储能电池参数、无法准确控制储能电池工况、电池充放电时间较长等，并且电池电源容量有限，为储能PCS长时间测试，如热测试等，带来不便。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于储能PCS的测试方法及系统，储能PCS采用背靠背结构进行测试，利用背靠背结构的实验储能PCS可模拟电池充放电的运行工况，进而对被测储能PCS的功率变换情况进行测试。本专利技术采用如下技术方案：一种基于储能PCS的测试系统，应用于测试利用电池向被测储能PCS供电时所述被测储能PCS的功率变化，所述测试系统包括：电网，用于提供电能；实验储能PCS，与所述被测储能PCS串接于电网上；其中，通过所述实验储能PCS调整电路中的电性参数来模拟所述电池的充、放电的运行工况。优选的，所述测试系统还包括：交流软启动模块，分别与所述实验储能PCS、所述电网连接；隔离变压器，分别与所述交流软启动模块、所述电网连接；以及所述交流软启动模块和所述隔离变压器对所述实验储能PCS进行启动保护。优选的，所述测试系统还包括：第一人机互动模块，与所述实验储能PCS485通讯连接，模拟所述电池充、放电的运行工况和/或观测所述电池模拟的运行工况；第二人机互动模块，与所述被测储能PCS485通讯连接，控制所述被测储能PCS的运行模式和/或观测所述被测储能PCS运行状况。一种基于储能PCS的测试方法，所述测试方法包括：实验储能PCS模拟电池的充、放电的运行工况；被测储能PCS根据测试要求进行功率变换；根据所述被测储能PCS的功率变换情况得到测试结果。优选的，所述测试方法中，所述实验储能PCS采用压控方式模拟所述电池的电压逐步升高的运行工况；当所述被测储能PCS为所述实验储能PCS恒流充电时，所述测试结果为正常。优选的，所述测试方法中，所述实验储能PCS模拟电压不变的运行工况；当所述被测储能PCS采用恒压控制模式为所述实验储能PCS充电时，所述测试结果为正常。优选的，所述测试方法中，所述实验储能PCS采用压控方式模拟电压逐步降低的运行工况；当所述被测储能PCS为所述实验储能PCS恒流放电或者恒功率放电时，所述测试结果为正常。优选的，所述方法中，所述实验储能PCS采用压控方式模拟电压逐步降低的运行工况；当所述被测储能PCS根据所述不平衡电流的模式进行放电，则所述测试结果为正常。优选的，所述方法中，所述实验储能PCS采用三相四桥臂结构。优选的，所述方法中，所述实验储能PCS和/或所述被测储能PCS的无功参考值设为零。本专利技术的有益效果是：本专利技术的测试系统将储能PCS配置成实验用设备和测试用设备，将两台储能PCS采用背靠背式结构连接至电网，电能由交流系统发出的有功电能回到交流系统，实现两端交流系统功率的相互交换，降低了对电源容量的要求，节省了测试成本的同时也给测试带来了便利。测试方法中，通过合理控制将实验用PCS模拟成储能电池，使其实现储能电池充放电工况，可灵活对储能PCS完成充放电实验，实现储能PCS充放电工况测试。附图说明图1为现有技术中的测试系统的结构示意图；图2-图3为本专利技术基于储能PCS测试系统的结构示意图；图4为本专利技术实验储能PCS模拟电池运行工况的仿真示意图；图5.1-5.9为本专利技术基于储能PCS的测试方法示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明：本实施例提供了一种基于储能PCS的测试系统，该系统的结构如图2所示，测试系统包括两台储能PCS，分别接入电网，这两个储能PCS的工作状态不再以它们工作于整流或逆变的状态来区分，而以实验设备(实验储能PCS)和被测试设备(被测储能PCS)进行区分。如图2所示，作为实验设备的PCS侧接有隔离变压器，配有交流软启动装置，测试前，启动交流软启动装置，即断开开关，建立母线电压，待母线电压建立后，合上开关，确保测试系统启动时，冲击电流被限制在安全范围内，以保证实验安全。其中，作为实验设备的储能PCS通过交流软启模块，隔离变压器与电网连接，通过合理控制，可模拟电池充放电工况。本专利技术的测试系统可对被测储能PCS进行测试，如图3所示，将实验装置替代储能电池，通过合理控制，可使其完全模拟储能电池充放电工况，对被测储能PCS进行各项测试，包括恒流充放电，恒功率充放电，恒压充电测试等等，节省了成本和空间，灵活可靠，并降低了对电源容量的要求，为测试提供了便利。进一步的，本实施例中的两个储能PCS均可以通过485通讯的方式连接一个人机互动模块：第一人机互动模块HMI1和第二人机互动模块HMI2，连接方式如图2所示，第一人机互动模块HMI1可以控制实验设备的模拟充放电工况，第二人机互动模块HMI2可以对被测储能PCS的功率变换情况进行控制和/或观测。在测试过程中，可由不同类型电池数据，通过matlab等仿真平台线性拟合出电池电压输出特性，设置合理的直流电压参考值，对实验用PCS电池电压进行有效控制，以模拟出不同电池特性，完成各个工况下的测试工作。如锂电池不同放电倍率下电压输出如图4所示，最上面的一条线表示的是0.3C的电池电压与使用时间的关系，下面依次是0.6C和1C的电池，可根据采集到的相关数据，进行线性拟合，推出锂电池输出电压与放电电流及时间关系，得到各个时刻下的输出电压，作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于储能PCS的测试系统，其特征在于，应用于测试利用电池向被测储能PCS供电时所述被测储能PCS的功率变化，所述测试系统包括：电网，用于提供电能；实验储能PCS，与所述被测储能PCS串接于电网上；其中，通过所述实验储能PCS调整电路中的电性参数来模拟所述电池的充、放电的运行工况。

【技术特征摘要】
1.一种基于储能PCS的测试系统，其特征在于，应用于测试利用电池向被测储能PCS供电时所述被测储能PCS的功率变化，所述测试系统包括：电网，用于提供电能；实验储能PCS，与所述被测储能PCS串接于电网上；其中，通过所述实验储能PCS调整电路中的电性参数来模拟所述电池的充、放电的运行工况。2.根据权利要求1所述的基于储能PCS的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：交流软启动模块，分别与所述实验储能PCS、所述电网连接；隔离变压器，分别与所述交流软启动模块、所述电网连接；以及所述交流软启动模块和所述隔离变压器对所述实验储能PCS进行启动保护。3.根据权利要求1所述的基于储能PCS的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：第一人机互动模块，与所述实验储能PCS485通讯连接，模拟所述电池充、放电的运行工况和/或观测所述电池模拟的运行工况；第二人机互动模块，与所述被测储能PCS485通讯连接，控制所述被测储能PCS的运行模式和/或观测所述被测储能PCS运行状况。4.一种基于储能PCS的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：实验储能PCS模拟电池的充、放电的运行工况；被测储能PCS根据测试要求进行功率变换；根据所述被测储能PCS的功率变换情况得到测试结果。5.根据权利要求4所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霞，殷志柱，唐丽婵，汤雪华，陈海滨，蒋宇云，叶辰之，胡晓羽，鲍立成，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31