一种基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：包括，储能电池组行为模型，并网点测量模块，电池储能系统功率控制模块，电池组充放电控制模块，电池组并网模块；本发明专利技术的有益效果：本发明专利技术公开的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统在控制策略方面更加符合实际中电池储能系统的特性，能够更加准确的分析电池储能系统并网对电力系统的影响；使得电池储能在配合集中、分布式新能源并网，电网运行辅助方面具有不可替代的地位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统
本专利技术涉及电力系统数字仿真
，尤其涉及一种基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统。
技术介绍
近年来为促进能源产业优化升级，实现清洁低碳发展，我国大力发展清洁能源，风电、光伏实现跨越式大发展，新能源装机容量占比日益提高。然而，在清洁能源高速发展的同时，波动性、间歇式新能源的并网给电网从调控运行，安全控制等诸多方面带来了不利影响，极大地限制了清洁能源的有效利用。电池储能电站可与分布、集中式新能源发电联合应用，是解决新能源发电并网问题的有效途径之一，将随着新能源发电规模的日益增大以及电池储能技术的不断发展，成为支撑我国清洁能源发展战略的重大关键技术。电池储能作为电能存储的重要方式，具有功率和能量可根据不同应用需求灵活配置，响应速度快，不受地理资源等外部条件的限制，适合大规模应用和批量化生产等优势，使得电池储能在配合集中、分布式新能源并网，电网运行辅助等方面具有不可替代的地位。DIgSILENT数字仿真和电网计算程序是一款领先高端的电力系统仿真工具，具备潮流计算、短路计算、稳定性分析、谐波分析、最优潮流等功能，可用于输配电网、发电、工业和铁路系统、新能源发电和智能电网的分析研究。此外，DIgSILENT具有丰富的元件库、面向程序化的编程语言、面向连续运行过程的动态仿真语言和丰富的电力电子元件。因此DIgSILENT是进行储能电池并网建模的十分便捷的工具。目前一般的电池储能模型包括在DIgSILENT中现有的电池储能系统等效模型都过于简化，无法真实模拟电池储能系统对SOC及端电压特性，故本专利技术公开的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统在控制策略等方面更加符合实际中电池储能系统的特性，能够更加准确的分析电池储能系统并网对电力系统的影响。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统存在模型过于简化且无法真实模拟电池储能系统对SOC及端电压特性的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术目的是提供一种基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其在控制策略方面更加符合实际中电池储能系统的特性，能够更加准确的分析电池储能系统并网对电力系统的影响。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括，通过电力系统数据采集装置采集并网点量测数据，将数据输入并网点测量模块；将并网点测量模块分析处理后的数据输入电池储能系统功率控制模块；将电力系统数据采集装置采集到的并网点数据输入电池组行为模型；将电池储能系统功率控制模块与电池组行为模型处理得到的数据输入电池组充放电控制模块；通过电池组充放电控制模块得到的数据调节电池组并网模块。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述并网点测量模块包括采集并网点的电压、电流、功率实测量。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述电池储能系统功率控制模块包括有功功率控制和无功功率控制。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述有功功率控制包括，电池储能系统的有功功率控制，对有功功率Pref的跟踪来实现，该模块中利用PI控制方法实现追踪。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述无功功率控制包括，电池储能系统产生的无功功率为并网点母线提供电压支撑。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述储能电池组行为模型包括，电池充电时的SOC在0.2<SOC<1范围内，电池的端电压呈现线性变化的特性，其计算关系为：U＝Umax·SOC+Umin·(1-SOC)-I·R其中SOC为电池充电状态、Umax和Umin分别为电池SOC＝0.2时和满充时的端电压，储能系统直流侧电压为U，电池的端电流为I，R为电池内阻。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述电池组充放电控制模块包括，控制储能电池工作在0.2<SOC<0.9的区间内保证电池的端电压线性变化；其中，当电池充电至SOC＝0.9时，电池停止充电，当电池放电至SOC＝0.2时，电池停止放电，保证电池的端电压线性变化。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述电池组并网模块包括，通过DIgSILENT中的静态发电机来实现，将功率控制模块产生的dq轴电流信号为输入值，完成对静态发电机的PQ控制从而并网，其中d轴是静态发电机中的直轴、q轴是交轴、P为有功功率、Q为无功功率。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述静态发电机包括，等效受控电流源模型的外部控制变量为有功无功电流的信号受控输出电流i如下所示：i＝(id_ref·cosu－iq_ref·sinu)+j·(id_ref·sinu+iq_ref·cosu)其中，id_ref、iq_ref为输入的dq轴参考电流，u为并网点电压，其中，cosu和sinu可以计算，其中，Re(u1)为向量u1的实数部分，Im(u1)为向量u1的虚数部分。作为本专利技术所述基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统的一种优选方案，其中：所述静态发电机还包括，所述静态发电机输出直接受输入的有功无功电流控制，将传统的逆变器PQ控制模型转化为静态发电机有功无功电流控制实现。本专利技术的有益效果：专利技术公开的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统在控制策略方面更加符合实际中电池储能系统的特性，能够更加准确的分析电池储能系统并网对电力系统的影响；使得电池储能在配合集中、分布式新能源并网，电网运行辅助方面具有不可替代的地位。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术电池储能系统并网模型示意图。图2为本专利技术电池储能电池组行为模型示意图。图3为本专利技术电池储能系统功率控制算法示意图。图4为本专利技术电池组模块等效电路示意图。图5为本专利技术DC-DC模块示意图。图6为本专利技术DC/AC整流/逆变电路模型示意图。图7为本专利技术内环控制模型示意图。图8为本专利技术外环控制模型示意图。图9为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：包括，/n通过电力系统数据采集装置采集并网点量测数据，将数据输入并网点测量模块；/n将并网点测量模块分析处理后的数据输入电池储能系统功率控制模块；/n将电力系统数据采集装置采集到的并网点数据输入电池组行为模型；/n将电池储能系统功率控制模块与电池组行为模型处理得到的数据输入电池组充放电控制模块；/n通过电池组充放电控制模块得到的数据调节电池组并网模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：包括，
通过电力系统数据采集装置采集并网点量测数据，将数据输入并网点测量模块；
将并网点测量模块分析处理后的数据输入电池储能系统功率控制模块；
将电力系统数据采集装置采集到的并网点数据输入电池组行为模型；
将电池储能系统功率控制模块与电池组行为模型处理得到的数据输入电池组充放电控制模块；
通过电池组充放电控制模块得到的数据调节电池组并网模块。


2.如权利要求1所述的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：所述并网点测量模块包括采集并网点的电压、电流、功率实测量。


3.如权利要求2所述的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：所述电池储能系统功率控制模块包括有功功率控制和无功功率控制。


4.如权利要求3所述的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：所述有功功率控制包括，
电池储能系统的有功功率控制，对有功功率Pref的跟踪来实现，该模块中利用PI控制方法实现追踪。


5.如权利要求4所述的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：所述无功功率控制包括，
电池储能系统产生的无功功率为并网点母线提供电压支撑。


6.如权利要求1～5任意一项所述的基于DIgSILENT的电池储能并网模型仿真系统，其特征在于：所述储能电池组行为模型包括，
电池充电时的SOC在0.2<SOC<1范围内，电池的端电压呈现线性变化的特性，其计算关系为：
U＝Umax·SOC+Umin·(1-SOC)-I·R
其中SOC为电池充电状态、Umax和Umin分别为电...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘飞，周崎达，黄玉辉，邵建波，杨兴武，
申请(专利权)人：上海浦源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31