儲能系統的仿真測試系統的制作方法

本技術屬于儲能系統仿真，具體涉及一種儲能系統的仿真測試系統。

背景技術：

1、為了發揮儲能技術的優勢，使儲能系統能夠安全、穩定、高效運行，需要對儲能系統的控制保護策略進行仿真測試，以驗證儲能系統在各工況下的運行特性。

2、為了對儲能系統的控制保護策略的效果進行有效驗證，需要進行大量的試驗及數據分析，然而現有驗證方法，一方面耗時很長且耗資巨大，會嚴重影響測試驗證的進度，不適于工程應用，另一方面搭建的實際試驗系統比較局限，對于一些故障工況的測試，試驗條件難以滿足，影響系統測試的全面性。

技術實現思路

1、本技術提供一種儲能系統的仿真測試系統，能夠提高儲能系統控制保護策略的測試驗證的效率、全面性及靈活性。

2、為解決上述技術問題，本技術采用的一個技術方案是：提供一種儲能系統的仿真測試系統。該儲能系統包括儲能閥模塊及與儲能閥模塊電連接的換流器模塊，仿真測試系統包括：儲能閥仿真模型，配置為獲取第一控保信息，并基于第一控保信息獲得儲能閥模塊的第一電流電壓信息；換流器控保仿真模型，配置為基于換流器模塊的控制保護策略產生第二控保信息；換流器仿真模型，配置為從換流器控保仿真模型獲取第二控保信息，并基于第二控保信息獲得換流器模塊的第二電流電壓信息，并將第二電流電壓信息反饋給換流器控保仿真模型；其中，換流器仿真模型還與儲能閥仿真模型信息交互，換流器仿真模型配置為基于交互信息及第二控保信息獲得第二電流電壓信息，儲能閥仿真模型配置為基于交互信息及第一控保信息獲得第一電流電壓信息。

3、仿真測試系統能夠利用儲能閥仿真模型基于儲能閥模塊的第一控制信息獲得儲能閥模塊的第一電流電壓信息，并利用換流器控保仿真模型基于換流器模塊的控制保護策略產生第二控保信息，及利用換流器仿真模型基于第二控保信息獲得換流器模塊的第二電流電壓信息，能夠實現對儲能閥模塊及換流器模塊的控制保護的仿真測試。通過上述仿真測試系統，本實施例能夠基于上述仿真模型實現對儲能系統中各個模塊的控制保護策略的仿真測試，進而能夠提高儲能系統控制保護策略的測試驗證的效率、全面性及靈活性。

4、在一些實施例中，仿真測試系統還包括：控保裝置，配置為基于儲能閥模塊的控制保護策略產生第一控保信息，并將第一控制保護策略傳遞給儲能閥仿真模型，且從儲能閥仿真模型獲取第一電流電壓信息。

5、本實施例通過實物形態的控保裝置基于儲能閥模塊的控制保護策略產生第一控保信息去控制儲能閥仿真模型進行仿真計算，從而能夠利用儲能閥仿真模型實現控保裝置的控制保護策略的仿真測試。

6、在一些實施例中，儲能閥模塊包括多個串聯連接的儲能閥子模塊，儲能閥仿真模型包括：多個儲能閥子仿真模型，多個儲能閥子仿真模型串聯連接，儲能閥子仿真模型從控保裝置獲取第一控保信息，并基于第一控保信息獲得儲能閥子仿真模型的子模塊電壓。

7、為了增加儲能系統的容量，儲能閥模塊包括多個串聯連接的儲能閥子模塊，多個儲能閥子仿真模型與多個儲能閥子模塊對應，儲能閥子仿真模型能夠基于第一控保信息獲得對應的儲能閥子模塊的子模塊電壓。因此，本實施例能夠實現大容量的儲能系統的控制保護策略的仿真測試。

8、在一些實施例中，儲能閥子模塊包括電池子模塊及與電池子模塊電連接的功率子模塊，儲能閥子仿真模型包括：電池子仿真模型，配置為獲得電池子模塊的電池端口的端口電壓；功率子仿真模型，配置為獲得功率子模塊的電流端口的端口電流，并將端口電流傳送給電池子仿真模塊。

9、本實施例通過電池子仿真模型實現對儲能閥子模塊的電池子模塊的仿真，及通過功率子仿真模型實現對儲能閥子模塊的功率子模塊的仿真，從而實現對儲能閥子模塊的仿真。

10、在一些實施例中，儲能閥子仿真模型還包括：受控電壓源，電池子仿真模型將端口電壓通過受控電壓源傳送至功率子仿真模型。

11、本實施例通過受控電壓源能夠實現電池子仿真模型對功率子仿真模型的解耦。

12、在一些實施例中，儲能閥子仿真模型還包括：受控電流源，功率子仿真模塊將端口電流通過受控電流源傳送至電池子仿真模型。

13、本實施例通過受控電流源能夠實現功率子仿真模型對電池子仿真模型的解耦。

14、在一些實施例中，電池子仿真模型的仿真步長是功率子仿真模型的整數倍。

15、考慮到電池子模塊的剩余電量變化緩慢，將電池子仿真模型的仿真步長設置為功率子仿真模型的整數倍，可以提高仿真效率，減少仿真資源。

16、在一些實施例中，電池子仿真模型以整數倍的仿真步長為周期，周期性與功率子仿真模型進行信息交互。

17、電池子仿真模型和功率子仿真模型之間每隔一定的仿真步長數相互之間進行一次信息交互，既能兼顧仿真精度，又能提高仿真計算的效率。

18、在一些實施例中，仿真測試系統還包括：接口模塊，接口模塊將控保裝置的第一控保信息傳遞給儲能閥仿真模型及將儲能閥仿真模型的第一電流電壓信息反饋給控保裝置；接口模塊還將換流器模塊的控制保護策略傳遞給換流器控保仿真模型。

19、通過實物形態的接口模塊實現仿真測試系統中仿真模型、控保裝置的信息交互端口，以實現仿真平臺與控保裝置之間的信息交互。

20、在一些實施例中，仿真測試系統還包括：接口仿真模型，與接口模塊對應設置，用于實現接口模塊的接口管理。

21、通過接口仿真模型實現接口模塊的接口管理，能夠提高仿真測試的效率及精確度。

22、在一些實施例中，部分儲能閥子仿真模型采用等效模型實現，另一部分儲能閥子仿真模型采用器件模型實現。

23、基于單個開關器件，及電阻、電感、電容等元器件搭建的儲能閥子仿真模型，可以實現對單個儲能閥子模塊故障的模擬，能夠提高精細模擬的效果，提高精確性，采用等效模型實現的儲能閥子仿真模型能夠提高仿真效率，因此，本實施例的部分儲能閥子仿真模型采用等效模型實現，另一部分儲能閥子仿真模型采用器件模型實現，能夠兼顧仿真效率及精確性，可以更好地實現對控保裝置在儲能閥子模塊故障情況下性能的測試。

24、在一些實施例中，接口模塊包括數字量輸入接口、數字量輸出端口、模擬量輸出端口中的至少一種。

25、接口模塊可以實現數字量或模擬量數據的輸入或輸出。

26、為解決上述技術問題，本技術采用的一個技術方案是：提供一種儲能系統的仿真測試系統。該儲能系統包括：儲能閥模塊、換流器模塊、換流器控保模塊，仿真測試系統包括：儲能閥仿真模型，配置為實現對儲能閥模塊的仿真；換流器仿真模型，配置為實現對換流器模塊的仿真，且與儲能閥仿真模型進行信息交互；換流器控保仿真模型，配置為實現對換流器控保模塊的仿真，且與換流器仿真模型進行信息交互。

27、仿真測試系統能夠利用儲能閥仿真模型實現儲能系統中儲能閥模塊的仿真，并利用換流器仿真模型實現儲能系統中換流器模塊的仿真，及利用換流器控保仿真模型實現儲能系統中換流器控保模塊的仿真。通過上述仿真測試系統，本實施例能夠基于上述仿真模型實現對儲能系統中各個模塊的仿真，能夠實現各個模塊的控制保護策略的仿真測試，進而能夠提高儲能系統控制保護策略的測試驗證的效率、全面性及靈活性。

28、在一些實施例中，儲能系統的仿真測試系統還包括：控保裝置，與儲能閥仿真模型連接，配置為基于儲能閥模塊的控制保護策略產生第一控保信息，并將第一控制保護策略傳遞給儲能閥仿真模型，且儲能閥仿真模型基于第一控保信息獲得儲能閥模塊的第一電流電壓信息，控保裝置獲取第一電流電壓信息。

29、本實施例通過實物形態的控保裝置基于儲能閥模塊的控制保護策略產生第一控保信息去控制儲能閥仿真模型進行仿真計算，從而能夠利用儲能閥仿真模型實現控保裝置的控制保護策略的仿真測試。

30、在一些實施例中，儲能閥模塊包括多個串聯連接的儲能閥子模塊，儲能閥仿真模型包括：多個儲能閥子仿真模型，多個儲能閥子仿真模型串聯連接，儲能閥仿真子模型從控保裝置獲取第一控保信息，并基于第一控保信息獲得儲能閥子模塊的子模塊電壓，每個儲能閥子仿真模型將子模塊電壓反饋給控保裝置。

31、為了增加儲能系統的容量，儲能閥模塊包括多個串聯連接的儲能閥子模塊，多個儲能閥子仿真模型與多個儲能閥子模塊對應，儲能閥子仿真模型能夠實現對對應的儲能閥子模塊的仿真。因此，本實施例能夠實現大容量的儲能系統的控制保護策略的仿真測試。

32、在一些實施例中，儲能閥子模塊包括電池子模塊及與電池子模塊連接的功率子模塊，儲能閥子仿真模型包括：電池子仿真模型，與控保裝置連接，配置為實現電池子模塊的仿真；功率子仿真模型，與控保裝置連接，配置為實現功率子模塊的仿真；電池子仿真模型還與功率子仿真模型進行信息交互。

33、本實施例通過電池子仿真模型實現對儲能閥子模塊的電池子模塊的仿真，及通過功率子仿真模型實現對儲能閥子模塊的功率子模塊的仿真，從而實現對儲能閥子模塊的仿真。

34、在一些實施例中，儲能閥子仿真模型還包括：受控電壓源，電池子仿真模型將端口電壓通過受控電壓源傳送至功率子仿真模型。

35、本實施例通過受控電壓源能夠實現電池子仿真模型對功率子仿真模型的解耦。

36、在一些實施例中，儲能閥子仿真模型還包括：受控電流源，功率子仿真模塊將端口電流通過受控電流源傳送至電池子仿真模型。

37、在一些實施例中，仿真測試系統還包括：仿真計算單元，儲能閥仿真模型建立在仿真計算單元上，且仿真計算單元與控保裝置電連接，仿真計算單元將計算的橋臂電壓、橋臂電流及子模塊電壓傳遞給控保裝置。

38、仿真計算單元作為儲能閥仿真模型的實物計算載體，能夠實現對儲能閥仿真模型的橋臂電壓、橋臂電流及子模塊電壓等的計算。

39、在一些實施例中，仿真計算單元包括：橋臂電壓計算單元，與控保裝置連接，用于計算橋臂電壓，并將橋臂電壓傳遞給控保裝置；橋臂電流計算單元，與橋臂電壓計算單元及控保裝置連接，用于計算橋臂電流；預測單元，與橋臂電壓計算單元及橋臂電流計算單元連接，用于獲取橋臂電流的預測電流，并將預測電流傳遞給橋臂電壓計算單元，以使橋臂電壓計算單元將預測電流作為下一仿真步長對應的橋臂電流來計算對應的橋臂電壓。

40、利用預測單元對橋臂電流進行預測，能夠消除橋臂電壓計算和橋臂電流計算之間引入的時延，提高測試獲取的橋臂電壓及橋臂電流的同步性，能夠提高仿真測試的精確度。

41、在一些實施例中，預測電流為當前仿真步長的橋臂電流的兩倍與前一仿真步長的橋臂電流之間的電流差值。

42、利用當前仿真步長的橋臂電流及前一仿真步長的橋臂電流來預測下一仿真步長的橋臂電流，能夠減小橋臂電流與其對應的橋臂電壓之間計算的時延。

43、在一些實施例中，儲能閥仿真模型包括：多個串聯連接的儲能閥子仿真模型，多個儲能閥子仿真模型的多個功率子仿真模塊分為多組功率子仿真模型，仿真計算單元包括：多個子仿真計算單元，每個子仿真計算單元上建立一組功率子仿真模型，多個子仿真計算單元之間采用并行模式計算對應組內所有功率子仿真模型的子模塊電壓，每個子仿真計算單元采用串行模式計算對應組中各個功率子仿真模型的子模塊電壓，仿真子計算單元還與控保裝置連接，以與控保裝置進行第一信息傳輸，第一信息包括子模塊電壓。

44、為了提高仿真計算效率，滿足實時仿真計算的步長約束要求，本實施例采用基于并行和串行計算的方法，將多個功率子仿真模型劃分為多組功率子仿真模型，各組之間采用并行計算，各組內的功率子仿真模型基于時分復用技術進行串行計算，能夠提高仿真計算的效率。

45、在一些實施例中，儲能系統還包括與換流器模塊連接的換流器控保模塊，仿真計算單元還包括：中央仿真計算單元，與子仿真計算單元連接，且換流器仿真模型、換流器控保仿真模型及儲能閥子仿真模型的電池子仿真模型建立在中央仿真計算單元上，中央仿真計算單元配置為實現換流器仿真模型及換流器控保仿真模型的仿真計算，及儲能閥仿真模型的橋臂電流及橋臂電壓的計算。

46、中央仿真計算單元作為換流器仿真模型、換流器控保仿真模型及儲能閥子仿真模型的電池子仿真模型等模型的實物計算載體，能夠這些仿真模型的計算。

47、區別于現有技術，本技術儲能系統的仿真測試系統包括：儲能閥仿真模型、換流器仿真模型、換流器控保仿真模型，能夠利用儲能閥仿真模型基于儲能閥模塊的第一控制信息獲得儲能閥模塊的第一電流電壓信息，并利用換流器控保仿真模型基于換流器模塊的控制保護策略產生第二控保信息，及利用換流器仿真模型基于第二控保信息獲得換流器模塊的第二電流電壓信息，能夠實現對儲能閥模塊及換流器模塊的控制保護的仿真測試。通過上述仿真測試系統，本技術能夠基于上述仿真模塊實現對儲能系統中各個模塊的控制保護策略的仿真測試，進而能夠提高儲能系統控制保護策略的測試驗證的效率、全面性及靈活性。