级联储能功率模组的对拖测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种级联储能功率模组的对拖测试系统及方法，涉及电力测试技术领域，有功测试模式的架构为：第一功率模块直流侧通过第一滤波模块，与第一电池簇相连；第二功率模块直流侧通过第二滤波模块，与第二电池簇相连；第一功率模块交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，控制电池的充放电状态及调节功率；无功测试模式的架构为：第一功率模块直流侧连接直流源，交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，通过调节交流侧输出电压、电流的相角及幅值，达到无功功率在两台功率模块的变流器之间循环流动，构成闭合环路。构成闭合环路。构成闭合环路。

【技术实现步骤摘要】
级联储能功率模组的对拖测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力测试
，尤指一种级联储能功率模组的对拖测试系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]目前，新能源的发电占比持续增加，但新能源发电带有自身的不稳定性，因此可以“错峰填谷”的储能变流器(PCS)应运而生。大功率级联储能装置通常采用链式多电平换流技术，包含几十甚至上百个储能功率模组。需要通过功率模组对拖测试，评估其性能，验证功率模组可靠性。
[0004]结合现有技术来看，方案一：蔚来汽车提出一种闭环的储能PCS测试平台，参考图7，该方案通过两组PCS串联形成闭环的储能PCS系统，在两组PCS交流侧与电网连接的情形下，通过充放电控制模块调整两组储能PCS的直流参数，来模拟电池的充、放电运行工况，从而实现两组储能PCS之间的对拖测试。
[0005]方案二：平高集团提出了一种新的PCS测试平台，参考图8，该方案将两待测的PCS交流侧相连、直流侧相连，构成了闭合环路，通过在直流侧连接直流源的方式，避免了两待测PCS与电网之间的直接连接，解决了两待测储能PCS在试验过程中将故障电流引入电网的问题。
[0006]但是，方案一和方案二搭建的对拖平台只适用于PCS变流器的测试，不包含电池的测试。对于大功率级联储能装置，除了变流器之外，储能电池的可靠性，电流由功率模块通过滤波模块流入电池，滤波模块的滤波效果，也需要进行测试。
[0007]综上来看，亟需一种可以克服上述缺陷，能够对大功率级联储能装置进行全方面测试的技术方案。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种级联储能功率模组的对拖测试系统及方法。
[0009]在本专利技术实施例的第一方面，提出了一种级联储能功率模组的对拖测试系统，包括：第一功率模块、第二功率模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第一电池簇、第二电池簇、控制机箱及对拖电感；
[0010]利用该级联储能功率模组的对拖测试系统进行对拖测试时，有功测试模式的架构为：
[0011]第一功率模块直流侧通过第一滤波模块，与第一电池簇相连；第二功率模块直流侧通过第二滤波模块，与第二电池簇相连；第一功率模块交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，控制电池的充放
电状态及调节功率；
[0012]无功测试模式的架构为：
[0013]第一功率模块直流侧连接直流源，交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，通过调节交流侧输出电压、电流的相角及幅值，达到无功功率在两台功率模块的变流器之间循环流动，构成闭合环路。
[0014]进一步的，利用该级联储能功率模组的对拖测试系统进行对拖测试时，还包括：
[0015]无功测试模式的另一种架构为：
[0016]第一功率模块直流侧连接第一滤波模块的一端，第一滤波模块的另一端连接直流源；第一功率模块交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；第二功率模块直流侧连接第二滤波模块的一端；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，通过调节交流侧输出电压、电流的相角及幅值，达到无功功率在两台功率模块的变流器之间循环流动，构成闭合环路。
[0017]进一步的，直流源由三相交流电网接三相桥式变流器整流得到；其中，三相桥式变流器使用的器件为晶闸管或全控型电力电子器件。
[0018]进一步的，第一功率模块及第二功率模块拓扑为AC/DC变流器，用于控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。
[0019]进一步的，第一滤波模块及第二滤波模块用于对流入电池支路的电流进行滤波，并分别对第一功率模块、第二功率模块直流侧进行电压的二倍频谐波滤除、开关频率的高频电流滤波和低频振荡抑制。
[0020]进一步的，控制机箱由交流电网供电，通过光纤与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连。
[0021]进一步的，第一电池簇及第二电池簇通过将电池进行充放电实现电池簇中的能量转移。
[0022]在本专利技术实施例的第二方面，提出了一种级联储能功率模组的对拖测试方法，该方法基于级联储能功率模组的对拖测试系统执行；
[0023]在进行有功对拖测试时，该方法包括：
[0024]调节第一电池簇及第二电池簇中电池的初始电量，使电池电压相差在设定阈值范围内；在对拖开始时，控制第一电池簇、第二电池簇输出端所设置的充电软起电路，闭合充电软起电路中的接触器，第一电池簇、第二电池簇通过充电软起电路中的软起电阻分别给第一功率模块、第二功率模块直流侧电容和第一滤波模块、第二滤波模块直流侧电容充电；当充至接近稳态时，闭合第一电池簇、第二电池簇输出端的接触器，使第一功率模块、第二功率模块直流侧电容电压与第一电池簇、第二电池簇输出电压一致；
[0025]在进行有功对拖测试时，设定控制机箱设定的第一控制逻辑；其中，第一功率模块控制模式为定调制度模式，控制交流侧输出电压为定值；第二功率模块控制模式为交流电流控制，给定有功电流和无功电流的指令大小；通过交流电流环，控制第二功率模块调制波的相角和幅值，调节交流电流的大小和方向，进一步调节有功功率和无功功率的大小和流向。
[0026]在本专利技术实施例的第三方面，提出了一种级联储能功率模组的对拖测试方法，该方法基于级联储能功率模组的对拖测试系统执行；
[0027]在进行无功对拖测试时，该方法包括：
[0028]通过直流源向第一功率模块直流侧电容充电；在充电至额定状态后，执行控制机箱的第二控制逻辑，其中，第一功率模块控制模式为定调制度模式；解锁第一功率模块，调制度从零逐步增大到设定值，控制交流侧输出电压逐步增大到所需值，第二功率模块直流侧电容缓慢充电；在第二功率模块电压稳定后，设定第二功率模块控制模式为定移相角控制，解锁第二功率模块，调节移相角的正负和大小，控制交流电流的方向和大小，进一步调节无功功率方向和大小。
[0029]在本专利技术实施例的第四方面，提出了一种级联储能功率模组的对拖测试方法，该方法基于级联储能功率模组的对拖测试系统执行；
[0030]在进行无功对拖测试时，该方法包括：
[0031]通过直流源向第一功率模块直流侧电容充电；在充电至额定状态后，执行控制机箱的第三控制逻辑，其中，第一功率模块控制模式为定调制度模式；解锁第一功率模块，调制度从零逐步增大到设定值，控制交流侧输出电压逐步增大到所需值，第二功率模块直流侧电容缓慢充电；在第二功率模块电压稳定后，设定第二功率模块控制模式为定电压恒无功控制，定电压控制环通过有功功率调节第二功率模块电压，通过无功功率调节恒无功电流环。
[0032]本专利技术提出的级联储能功率模组的对拖测试系统及方法相较于现有技术，至少存在以下技术效果：
[0033]提供低成本、可靠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联储能功率模组的对拖测试系统，其特征在于，包括：第一功率模块、第二功率模块、第一滤波模块、第二滤波模块、第一电池簇、第二电池簇、控制机箱及对拖电感；利用该级联储能功率模组的对拖测试系统进行对拖测试时，有功测试模式的架构为：第一功率模块直流侧通过第一滤波模块，与第一电池簇相连；第二功率模块直流侧通过第二滤波模块，与第二电池簇相连；第一功率模块交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，控制电池的充放电状态及调节功率；无功测试模式的架构为：第一功率模块直流侧连接直流源，交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，通过调节交流侧输出电压、电流的相角及幅值，达到无功功率在两台功率模块的变流器之间循环流动，构成闭合环路。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，利用该级联储能功率模组的对拖测试系统进行对拖测试时，还包括：无功测试模式的另一种架构为：第一功率模块直流侧连接第一滤波模块的一端，第一滤波模块的另一端连接直流源；第一功率模块交流侧通过对拖电感与第二功率模块交流侧相连；第二功率模块直流侧连接第二滤波模块的一端；控制机箱与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连，通过调节交流侧输出电压、电流的相角及幅值，达到无功功率在两台功率模块的变流器之间循环流动，构成闭合环路。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，直流源由三相交流电网接三相桥式变流器整流得到；其中，三相桥式变流器使用的器件为晶闸管或全控型电力电子器件。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，第一功率模块及第二功率模块拓扑为AC/DC变流器，用于控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，第一滤波模块及第二滤波模块用于对流入电池支路的电流进行滤波，并分别对第一功率模块、第二功率模块直流侧进行电压的二倍频谐波滤除、开关频率的高频电流滤波和低频振荡抑制。6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，控制机箱由交流电网供电，通过光纤与第一功率模块、第二功率模块的控制板相连。7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，第一电池簇及第二电池簇通过将电池进行充放电实现电池簇中的能量转移。8.一种级联储能功率模组的对拖测试方法，其特征在于，该方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张纬晨，陈健，许崇福，娄彦涛，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：