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电池储能 01 型-平均模型-标准模型-v1

案例介绍​

包含蓄电池、变流器控制及其控制、电压穿越状态判断、电压穿越控制，以及电压穿越故障阻抗等模块的跟网型电池储能01型-平均模型-标准模型-v1的典型案例。

使用方法说明​

适用场景​

支持多短路比下的单机并网测试，适用于以下分析场景：

  • 蓄电池充放电测试
  • 高低电压穿越测试
  • 储能系统控制策略验证
  • 不同电网强度下的储能系统运行特性分析

适用范围​

  • 建议步长范围：1-50μs
  • 高低压穿越成功的短路比≥1.5

功能概述​

  • 电压穿越控制详细参数、变流器PI控制参数、蓄电池初始荷电状态等参数均开放可调
  • 支持变流器控制中dq轴电流优先模式的切换
  • 支持并网方式的切换
  • 高低电压穿越判断、脱网保护控制等可切换启用/禁用状态

算例介绍​

电池储能01型-平均模型-标准模型-v1由电气主拓扑、变流器控制、电压穿越状态判断模块、电压穿越控制模块，以及电压穿越故障阻抗等五个部分组成。

电气主拓扑由蓄电池、等效受控电压源/电流源建模的变流器、交流滤波器、升压变压器及单元测试组成。
并网方式可选择与理想电压源或戴维南等值电压源相连，其中戴维南等值电压源的阻抗大小由用户设置的短路比、阻抗比计算得到。两种并网方式的切换以及短路比、阻抗比的大小均可在参数组中进行设置。单元测试中还包含适用于与戴维南等值电压源相连时的电压穿越故障阻抗模块，不限制短路比的大小，目前暂不支持高电压穿越的工况。

电气主拓扑
电气主拓扑

变流器控制由锁相环、Park变换、变流器dq轴内外环控制、变流器dq轴电流限幅值计算、变流器电压控制信号逆Park变换、输出变流器控制信号，以及电压穿越状态判断模块、电压穿越控制模块等部分组成，实现对电池储能输出有功功率和无功功率的控制；电压穿越期间，将参与dq轴内环PI控制的变流器控制电流指令值替换为电压穿越控制电流指令值。

变流器控制
变流器控制

算例仿真测试​

按照《GB/T 36547-2024, 电化学储能电站接入电网技术规定》国标要求，对电池储能01型-平均模型-标准模型-v1进行高低压穿越测试，测试结果如下列各表所示（✓代表穿越成功，×代表穿越失败）。

SCR=2SCR=1.5SCR=1
穿越情况✓✓×

由上表测试结果可以看到，电池储能标准模型可在短路比≥1.5时，在高低压穿越测试中穿越成功。
以下为SCR=2时，电池储能01型-平均模型-标准模型-v1分别在充电和放电状态下，三相20%Un跌落、三相130%Un抬升工况下的仿真结果。其中，蓝色曲线Vrms_HV为并网点电压、黄色曲线P_HV为并网点处有功功率、绿色曲线Q_HV为并网点处无功功率。

充电状态-高低压穿越测试结果​

三相20%Un跌落仿真结果
三相20%Un跌落仿真结果
三相130%Un抬升仿真结果
三相130%Un抬升仿真结果

放电状态-高低压穿越测试结果​

三相20%Un跌落仿真结果
三相20%Un跌落仿真结果
三相130%Un抬升仿真结果
三相130%Un抬升仿真结果

由仿真结果可以看到，电池储能标准模型在电网电压跌落、抬升期间，输出有功、无功功率能够按照故障电压穿越能力的要求响应电压变化，且并网点电压能够在故障切除后恢复至初始状态，表明电池储能01型-平均模型-标准模型-v1穿越成功。

模型地址​

点击打开模型地址：电池储能01型-平均模型-标准模型-v1

附录​

参数​

蓄电池参数组​

蓄电池PCS相关参数

参数名键名类型 [单位]描述
额定容量Sbase_BAT实数 [MVA]额定容量
蓄电池容量Qfull_BAT实数 [Ah]蓄电池容量
完全充电电压Efull_BAT实数 [V]完全充电电压
指数区域末端电压Eexp_BAT实数 [V]指数区域末端电压
指数区域未端已放电的容量Qexp_BAT实数 [Ah]指数区域未端已放电的容量
标称电压Enorm_BAT实数 [V]标称电压
标称区域未端已放电的容量Qnrom_BAT实数 [Ah]标称区域未端已放电的容量
标称放电电流Inorm_BAT实数 [A]标称放电电流
蓄电池内阻R_BAT实数 [Ω]蓄电池内阻
初始荷电状态InitSoc_BAT实数 [p.u.]初始荷电状态

变流器及其控制参数组​

变流器及其控制Converter_and_converter_controller相关参数

参数名键名类型 [单位]描述
直流电压基准值Vbase_DC实数 [kV]直流电压基准值
交流电压基准值Vbase_AC实数 [kV]交流电压基准值
直流母线电容Cap_DC实数 [F]直流母线电容
是否启用二极管闭锁Dflag_VSC布尔是否启用二极管闭锁
网侧滤波电感L_AC实数 [H]网侧滤波电感
网侧滤波器截止频率FreqCutOff_VSC实数 [Hz]网侧滤波器截止频率
变流器电流限制优先级IlimPriority_VSC选择变流器电流限制优先级
流经变流器电流最大值Imaxpu_VSC实数 [p.u.]流经变流器电流最大值
变流器锁相环比例增益系数KpPll_VSC实数 [p.u.]变流器锁相环比例增益系数
变流器锁相环积分增益系数KiPll_VSC实数 [p.u.]变流器锁相环积分增益系数
变流器Id控制PI比例增益系数KpId_VSC实数 [p.u.]变流器Id控制PI比例增益系数
变流器Id控制PI积分时间常数TiId_VSC实数 [s]变流器Id控制PI积分时间常数
变流器Iq控制PI比例增益系数KpIq_VSC实数 [p.u.]变流器Iq控制PI比例增益系数
变流器Iq控制PI积分时间常数TiIq_VSC实数 [s]变流器Iq控制PI积分时间常数
变流器Vd控制PI比例增益系数KpVd_VSC实数 [p.u.]变流器Vd控制PI比例增益系数
变流器Vd控制PI积分时间常数TiVd_VSC实数 [s]变流器Vd控制PI积分时间常数
变流器Vq控制PI比例增益系数KpVq_VSC实数 [p.u.]变流器Vq控制PI比例增益系数
变流器Vq控制PI积分时间常数TiVq_VSC实数 [s]变流器Vq控制PI积分时间常数

低电压穿越判断​

低电压穿越判断

参数名键名类型 [单位]描述
启用低电压穿越判断Enable_LV布尔是否启用低电压穿越判断？
进入低穿状态电压值VLin_LV实数 [p.u.]进入低电压穿越状态电压值
退出低穿状态电压值VLout_LV实数 [p.u.]退出低电压穿越状态电压值
进入低穿延时TdlyVLin_LV实数 [s]进入低电压穿越延时
退出低穿延时TdlyVLout_LV实数 [s]退出低电压穿越延时

高电压穿越判断​

高电压穿越判断

参数名键名类型 [单位]描述
启用高电压穿越判断Enable_HV布尔是否启用高电压穿越判断？
进入高穿状态电压值VHin_HV实数 [p.u.]进入高电压穿越状态电压值
退出高穿状态电压值VHout_HV实数 [p.u.]退出高电压穿越状态电压值
进入高穿延时TdlyVHin_HV实数 [s]进入高电压穿越延时
退出高穿延时TdlyVHout_HV实数 [s]退出高电压穿越延时

脱网保护控制​

脱网保护控制

参数名键名类型 [单位]描述
是否启用电压保护切机控制Trip_Enable_VRT布尔是否启用电压保护切机控制
脱网后是否再次并网Reflag_VRT选择脱网后是否再次并网
低压保护拐点1时刻TL1_LV实数 [s]低电压穿越保护曲线拐点1时刻
低压保护拐点1电压值VL1_LV实数 [p.u.]低电压穿越保护曲线拐点1电压值
低压保护拐点2时刻TL2_LV实数 [s]低电压穿越保护曲线拐点2时刻
低压保护拐点2电压值VL2_LV实数 [p.u.]低电压穿越保护曲线拐点2电压值
高压保护拐点1时刻TH1_HV实数 [s]高电压穿越保护曲线拐点1时刻
高压保护拐点1电压值VH1_HV实数 [p.u.]高电压穿越保护曲线拐点1电压值
高压保护2时刻TH2_HV实数 [s]高电压穿越保护曲线拐点2时刻
高压保护2电压值VH2_HV实数 [p.u.]高电压穿越保护曲线拐点2电压值

低压穿越期间控制参数​

低压穿越期间控制参数

参数名键名类型 [单位]描述
低穿期间有功功率控制标志位LVRT_IN_PFLAG选择0-无附加控制；1-指定功率；2-指定电流；3-按穿越前电流；4-低压限有功电流
有功系数KP_LV实数有功系数
有功设定值Pset_LV实数 [p.u.]有功设定值
有功电流系数1K1_Ip_LV实数有功电流系数1
有功电流系数2K2_Ip_LV实数有功电流系数2
有功电流设定值Ipset_LV实数 [p.u.]有功电流设定值
低压限有功电流电压下阀值VZEROX_LV实数 [p.u.]低压限有功电流电压下阀值
低压限有功电流电压上阀值VBRKPT_LV实数 [p.u.]低压限有功电流电压上阀值
低压限有功电流上阀值IpBRKPT_LV实数 [p.u.]低压限有功电流上阀值
低穿期间无功功率控制标志位LVRT_IN_QFLAG选择0-无附加控制；1-指定功率；2-指定电流
低电压穿越期间无功系数KQ_LV实数低电压穿越期间无功系数
低电压穿越期间无功设定值Qset_LV实数 [p.u.]低电压穿越期间无功设定值
无功电流系数1K1_Iq_LV实数无功电流系数1
无功电流系数2K2_Iq_LV实数无功电流系数2
无功电流设定值Iqset_LV实数 [p.u.]无功电流设定值

低压穿越结束初始时刻​

低压穿越结束初始时刻

参数名键名类型 [单位]描述
有功电流穿越恢复起始点标志位Ip_LVREC0_FLAG选择0-无附加控制；1-按初始有功电流百分比； 2-按穿越期间有功电流； 3-按穿越期间功率
初始有功电流百分比系数KIp_LVREC0_LV实数初始有功电流百分比系数
有功电流设定值Ipset_LVREC0_LV实数 [p.u.]有功电流设定值
电流维持时间TLVRT_RECOVER0_LV实数 [s]电流维持时间
无功电流穿越恢复起始点标志位Iq_LVREC0_FLAG选择0-无附加控制；1-按初始无功电流百分比； 2-按穿越期间无功电流百分比； 3-按穿越期间功率
穿越期间无功电流百分比系数KIq_LVREC0_LV实数穿越期间无功电流百分比系数
无功电流设定值Iqset_LVREC0_LV实数 [p.u.]无功电流设定值

高压穿越期间控制参数​

高压穿越期间控制参数

参数名键名类型 [单位]描述
高穿期间有功功率控制标志位HVRT_IN_PFLAG选择0，无附加控制；1，指定功率；2，指定电流；3，按穿越前电流
高电压穿越期间有功系数KP_HV实数高电压穿越期间有功系数
高电压穿越期间有功设定值Pset_HV实数 [p.u.]高电压穿越期间有功设定值
有功电流系数 1K1_Ip_HV实数有功电流系数 1
有功电流系数 2K2_Ip_HV实数有功电流系数 2
有功电流设定值Ipset_HV实数 [p.u.]有功电流设定值
高穿期间无功功率控制标志位HVRT_IN_QFLAG选择0，无附加控制；1，指定功率；2，指定电流
无功功率系数KQ_HV实数无功功率系数
无功功率设定值Qset_HV实数 [p.u.]无功功率设定值
无功电流系数 1K1_Iq_HV实数无功电流系数 1
无功电流系数 2K2_Iq_HV实数无功电流系数 2
无功电流设定值Iqset_HV实数 [p.u.]无功电流设定值

高压穿越结束初始时刻​

高压穿越结束初始时刻

参数名键名类型 [单位]描述
有功电流穿越恢复起始点标志位Ip_HVREC0_FLAG选择0-无附加控制 1-按初始功率百分比 2-按穿越期间有功电流 3-按穿越期间功率
初始有功电流百分比系数KIp_HVREC0_HV实数初始有功电流百分比系数
有功电流设定值Ipset_HVREC0_HV实数 [p.u.]有功电流设定值
电流维持时间THVRT_RECOVER0_HV实数 [s]电流维持时间
无功电流穿越恢复起始点标志位Iq_HVREC0_FLAG选择0 无附加控制；1 按初始无功电流；2 按穿越期间无功电流百分比；3 按穿越期间功率
故障期间无功电流百分比系数KIq_HVREC0_HV实数故障期间无功电流百分比系数
无功电流设定值Iqset_HVREC0_HV实数 [p.u.]无功电流设定值

穿越恢复控制​

穿越恢复控制

参数名键名类型 [单位]描述
电压穿越恢复有功电流指令计算方式VRT_RECOVER_PFLAG选择0，无附加控制； 1，定斜率；2，按惯性曲线
定斜率dIp_RECOVER_max_VRT实数 [p.u./s]定斜率
惯性曲线Tcons_Precover_VRT实数 [s]惯性曲线
电压穿越恢复无功电流指令计算方式VRT_RECOVER_QFLAG选择0，无附加控制； 1，定斜率；2，按惯性曲线
定斜率dIq_RECOVER_max_VRT实数 [p.u./s]定斜率
惯性曲线Tcons_Qrecover_VRT实数 [s]惯性曲线

启动时序参数组​

启动时序参数组Start_sequence相关参数

参数名键名类型 [单位]描述
储能系统并网延时DBlk实数 [s]储能系统并网延时
变流器启动延时DBlk_VSC实数 [s]变流器启动延时
启动时间Startup_Time实数 [s]启动时间

功率参数​

功率参数

参数名键名类型 [单位]描述
有功功率指令P_cmd实数 [MW]有功功率指令
无功功率指令Q_cmd实数 [MVar]无功功率指令

外接电网与单元测试参数组​

外接电网与单元测试相关参数

参数名键名类型 [单位]描述
网侧线电压有效值Vbase_HV实数 [kV]网侧线电压有效值
网侧额定频率Freq_AC实数 [Hz]网侧额定频率
储能并网方式GridType选择储能并网方式
电压穿越类型Fault_VRT选择电压穿越类型
系统短路比SCR实数系统短路比
系统阻抗比XR实数系统阻抗比
理想电压源是否为故障电压源FaultSet选择理想电压源是否为故障电压源
理想电压源故障开始时间FaultStartTime实数 [s]理想电压源故障开始时间
理想电压源故障结束时间FaultEndTime实数 [s]理想电压源故障结束时间
理想电压源故障电压降FaultDropRatio实数 [p.u.]理想电压源故障电压降