【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力電網，尤其涉及一種構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法及裝置。
技術介紹
1、可再生能源的開發與利用占比持續攀升，而鑒于風電、光伏等新能源資源的地域集中性及其與電力負荷中心之間的顯著距離，導致本地直接消納能力受限。
2、為解決上述問題，電力系統逐漸展現出高比例可再生能源接入與高比例電力電子設備并存的“雙高”特征，電網的運行特性正在經歷深刻變革，對系統安全穩定運行的保障提出了新的考驗。與火電、水電等傳統電源相比，風電、光伏等新能源發電存在顯著的間歇性和波動性，加之跨區大容量直流輸電技術的快速發展，使得交流電網在面對高比例新能源接入及電力電子設備集成時，其承載能力受到嚴峻挑戰。交流電網需應對更加復雜多變的電源出力特性，確保電網穩定運行；同時，高比例的電力電子設備接入增加了電網的諧波污染與電壓波動風險，對電網的調節與控制能力提出了更高要求；此外，跨區直流輸電的依賴也加劇了電網對單一傳輸路徑的依賴，增加了電網故障傳播的風險。在這一能源體系深刻轉型的過程中，提升能源利用與轉換效率成為核心議題。電能，以其清潔性與高可靠性的顯著優勢，在能源領域扮演著至關重要的角色。
3、傳統的新能源機組，由于主要依賴鎖相控制技術，并不直接參與電力系統的功率分配任務，由此產生的所有不平衡功率均由常規機組(如燃煤、燃氣機組和水電機組)來承擔。然而，隨著常規機組數量的逐漸減少，系統面臨的頻率和電壓穩定性問題日益凸顯。此外，新能源設備以及直流輸電等電力電子裝置的廣泛應用，不僅改變了系統的阻抗特性，還引發了諸如次同步振蕩和中
4、近年來，隨著電化學儲能技術的快速發展和成本的大幅下降，為解決大電網的功率平衡及穩定性問題提供了新的可能性。然而，需要注意的是，傳統的儲能技術(如電池儲能)雖然能夠有效應對電網的調峰、調頻和調壓需求，但在提供系統慣量、解決暫態高低電壓問題以及改善系統阻抗特性方面仍顯不足。
5、因此，開發更加先進、全面的儲能及控制技術，以應對高比例可再生能源和高比例電力電子設備帶來的挑戰，是當前電力行業亟待解決的重要課題。基于構網技術革新的電力電子換流器，其外部特性與傳統的同步發電機組高度相似，不僅能夠提供必要的慣量支撐，還具備調頻調壓、增強短路容量等關鍵功能，這些正是當前及未來電網所亟需的。它們的引入，有望從根本上解決或顯著改善電網存在的問題，為構建新型電力系統開辟了廣闊的應用前景。
6、構網型儲能系統不僅在綜合性能上可與常規發電機相媲美，更有望在未來高比例電力系統中扮演“中流砥柱”的角色，與常規機組并肩作戰，共同支撐電網的安全穩定運行。這一發展趨勢，不僅是對傳統電網技術的深刻反思與超越，更是對未來能源轉型和電力系統重構的積極探索與實踐。然而，構網型儲能變流器的測試卻成為了一個技術難題，阻礙了其在實際應用中的廣泛推廣。
7、一方面，傳統的測試方法如虛擬仿真，雖能在一定程度上模擬構網變流器的特性，但受限于仿真模型的精度及實際硬件參數的差異，難以全面反映不同廠家生產的變流器在性能上的細微差別，尤其是控制策略的不同對系統行為的影響更是難以準確捕捉。此外，虛擬仿真無法完全替代實體設備在真實電網環境下的表現，使得虛擬仿真測試結果具有一定的局限性。
8、另一方面，實體測試作為另一種測試手段，雖能更直觀地反映構網型儲能變流器在電網中的實際表現，但其操作復雜度高，且將變流器接入電網進行測試，可能會對電網造成不可預測的影響，如引發電網振蕩等安全問題，這不僅增加了測試的風險，也限制了測試的可行性和靈活性。
9、因此，目前構網型儲能變流器存在測試困難的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法及裝置，能夠實現構網型儲能變流器的硬件在環測試，實現構網型儲能變流器的半實物測試，提高構網型儲能變流器的測試效果。
2、第一方面，本專利技術提供了一種構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，應用于仿真測試系統，仿真測試系統包括模擬儲能系統、構網型儲能變流器、電網模擬裝置，該方法包括：獲取待測試的測試類型；測試類型包括故障穿越測試、電能適應性測試和黑啟動測試；故障穿越測試包括跟網模式測試和構網模式測試，電能適應性測試包括電壓適應性測試和頻率適應性測試；基于測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數；基于控制參數，進行半實物仿真測試，得到測試結果；測試結果包括仿真測試系統的電壓、電流、功率和頻率；基于測試結果，對構網型儲能變流器的性能進行評估。
3、在一種可能的實現方式中，電網模擬裝置包括可控交流源和可控負載；基于測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數，包括：若測試類型為跟網模式測試，則確定模擬儲能系統的控制參數為第一功率和第二功率；確定第一功率對應的可控交流源的多個等級的輸出電壓；其中，第一功率為使構網型變流器工作于充電模式下的功率；第二功率為使構網型儲能變流器工作于放電模式下的功率；若測試類型為構網模式測試，則保持模擬儲能系統的控制參數和可控交流源的控制參數不變，確定可控負載的波動序列，波動序列包括測試過程中各時間段的負荷值。
4、在一種可能的實現方式中，基于測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數，包括：若測試類型為電壓適應性測試，則確定模擬儲能系統的第三充電功率和第四放電功率，確定第三充電功率對應的可控交流源的時序輸出電壓，以及第四放電功率對應的可控交流源的時序輸出電壓，時序輸出電壓包括測試過程中各時間段的輸出電壓；若測試類型為頻率適應性測試，則確定模擬儲能系統的第三充電功率和第四放電功率，確定第三充電功率對應的電網模擬裝置的時序輸出頻率，以及第四放電功率對應的電網模擬裝置的時序輸出頻率，時序輸出電壓包括測試過程中各時間段的輸出頻率。
5、在一種可能的實現方式中，基于測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數，包括：若測試類型為黑啟動測試，則保持模擬儲能系統的控制參數不變，確定電網模擬裝置的可控負載的第一模式和第二模式，第一模式為第一容量的變壓器和第一阻感負荷，第二模式為第二容量的變壓器和第一阻感負荷。
6、在一種可能的實現方式中，基于控制參數，進行半實物仿真測試，得到測試結果，包括：若測試類型為跟網模式測試，則保持模擬儲能系統以第一功率進行充電，基于多個等級的輸出電壓，調整可控交流源的輸出電壓；記錄每次調整后仿真測試系統的運行參數，得到跟網模式測試的測試結果；保持模擬儲能系統以第二功率進行放電，基于多個等級的輸出電壓，調整可控交流源的輸出電壓；記錄每次調整后仿真測試系統的運行參數，得到跟網模式測試的測試結果；若測試類型為構網模式測試，保持模擬儲能系統以第一功率進行充電，基于波動序列，調整可控負載的負荷，記錄每次調整后仿真測試系統的運行參數，得到構網模式測試的測試結果；保持模擬儲能系統以第二功率進行放電，基于波動序列，調整可控負載的負荷，記錄每次調整后仿真測試系統的運行參數，得到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，應用于仿真測試系統，所述仿真測試系統包括模擬儲能系統、構網型儲能變流器和電網模擬裝置，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述電網模擬裝置包括可控交流源和可控負載；
3.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數，包括：
4.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數，包括：
5.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述控制參數，進行半實物仿真測試，得到測試結果，包括：
6.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述控制參數，進行半實物仿真測試，得到測試結果，包括：
7.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，
8.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述仿真測試系統還包括變流器拓撲電路和濾波電路；所述變流器拓撲電路包括直流電源、飛跨電容和變流器橋臂；所述濾波電路包括濾波電感和濾波電容。
9.一種構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試裝置，其特征在于，應用于仿真測試系統，所述仿真測試系統包括模擬儲能系統、構網型儲能變流器、電網模擬裝置，所述裝置包括：
10.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試裝置，其特征在于，所述處理模塊，具體用于若測試類型為跟網模式測試，則確定模擬儲能系統的控制參數為第一功率和第二功率；確定第一功率對應的可控交流源的多個等級的輸出電壓；其中，第一功率為使構網型變流器工作于充電模式下的功率；第二功率為使構網型儲能變流器工作于放電模式下的功率；若測試類型為構網模式測試，則保持模擬儲能系統的控制參數和可控交流源的控制參數不變，確定可控負載的波動序列，所述波動序列包括測試過程中各時間段的負荷值。
...【技術特征摘要】
1.一種構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，應用于仿真測試系統，所述仿真測試系統包括模擬儲能系統、構網型儲能變流器和電網模擬裝置，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述電網模擬裝置包括可控交流源和可控負載；
3.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數，包括：
4.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述測試類型，確定模擬儲能系統和電網模擬裝置的控制參數，包括：
5.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述控制參數，進行半實物仿真測試，得到測試結果，包括：
6.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真測試方法，其特征在于，所述基于所述控制參數，進行半實物仿真測試，得到測試結果，包括：
7.根據權利要求1所述的構網型儲能變流器的硬件在環仿真...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉浩宇，楊鵬，王磊，李鐵成，梁紀峰，曹雨含，
申請(專利權)人：國網河北省電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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