[发明专利]电化学储能并网系统的相量动态建模方法及装置

说明书

本申请涉及电力系统技术领域，特别涉及一种电化学储能并网系统的相量动态建模方法及装置，其中，方法包括：获取全部模型参数，包括变流器参数、变流器控制环节参数、直流母线电容、电池参数和交流电网参数；将电化学储能装置等效为工频受控电流源，并根据全部模型参数求解受控源输出，构建电化学储能装置模型；将交流电网中的所有电气元件等效为工频阻抗和工频电压源，构建交流电网模型；联立电化学储能装置模型和交流电网模型，得到电化学储能并网系统模型。由此，解决了相关技术中建模仿真精度较差，且仿真效率较低，无法快速、准确的分析电化学储能并网系统的长时间尺度动态特性，从而降低了建模结果的精确度，无法满足动态建模需求等问题。

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别涉及一种电化学储能并网系统的相量动态建模方法及装置。

背景技术

相关技术中，电化学储能并网系统建模方法主要有电磁暂态模型、机电暂态模型和低阶传递函数模型三种，其中，电磁暂态模型仿真精度高，机电暂态模型通过将变流器等效为受控电流源提升了仿真效率，低阶传递函数模型仿真效率最高，进而能够促进新能源消纳和辅助电网运行。

然而，相关技术中电磁暂态模型过小的仿真步长导致仿真效率极低，计算负担重，机电暂态模型无法表征锂电池动态特性，低阶传递函数模型仿真精度差，锂离子电池荷电状态估算误差较大。

因此，相关技术中建模仿真精度较差，且仿真效率较低，无法快速、准确的分析电化学储能并网系统的长时间尺度动态特性，从而降低了建模结果的精确度，无法满足动态建模需求，亟待解决。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的认识和发现作出的：

新能源发电在我国电力系统中占比不断提升，电力电子装置的应用也越来越广泛，这给电力系统安全稳定运行带来了极大挑战，电化学储能具有响应迅速、不受地理限制和配置灵活等优势，能够在促进新能源消纳、辅助电网运行方面发挥重大作用，大规模电化学储能一般由多个子系统构成，每个子系统又包含若干个电池组，为提升储能电站运行效率、降低运行成本，有必要采用能量管理系统监控电池组运行状态，为研究储能辅助电网运行、储能能量管理问题，有必要建立能够在长时间尺度(数分钟到数小时)上准确、快速分析电化学储能并网系统工频动态特性的建模方法。

本申请提供一种电化学储能并网系统的相量动态建模方法及装置，以解决相关技术中建模仿真精度较差，且仿真效率较低，无法快速、准确的分析电化学储能并网系统的长时间尺度动态特性，从而降低了建模结果的精确度，无法满足动态建模需求等问题。

本申请第一方面实施例提供一种电化学储能并网系统的相量动态建模方法，包括以下步骤：获取全部模型参数，包括变流器参数、变流器控制环节参数、直流母线电容、电池参数和交流电网参数；将电化学储能装置等效为工频受控电流源，并根据所述全部模型参数求解受控源输出，构建电化学储能装置模型；将交流电网中的所有电气元件等效为工频阻抗和工频电压源，构建交流电网模型；联立所述电化学储能装置模型和所述交流电网模型，得到电化学储能并网系统模型。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述联立所述电化学储能装置模型和所述交流电网模型，得到电化学储能并网系统模型，包括：采用预设相量表示系统内电压或电流的幅值和相角，并利用预设代数方程求解各相量，得到电化学储能并网系统的工频动态特性。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述将电化学储能装置等效为工频受控电流源，并根据所述全部模型参数求解受控源输出，构建电化学储能装置模型，包括：将所述电化学储能装置等效为基于预设abc坐标系的工频受控电流源。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述将电化学储能装置等效为工频受控电流源，并根据所述全部模型参数求解受控源输出，构建电化学储能装置模型，，还包括：根据实际需求确定目标电池模型；在直流母线电容处，利用基尔霍夫电流定律求解直流母线电压，并根据预设变流器控制策略求解变流器交流侧电压；根据变流器电阻、电感处电压和电流的关系求解变流器输出电流。