本发明专利技术公开了一种储能系统的实时仿真方法，包括，根据储能系统的拓扑结构，构建储能系统的仿真模型，以开始电磁暂态仿真计算；其中，仿真模型包括桥臂等效电路和级联H桥模块等效电路；根据预设的充放电特性曲线获取每一储能电池的等效电容；更新每一级联H桥模块的电力电子开关状态，以获取每一桥臂等效电路的桥臂电压；根据每一桥臂等效电路的桥臂电压，获取当前时刻的每一桥臂等效电路的桥臂电流；根据等效电容，获取当前时刻的每一级联H桥模块等效电路的电容电压；判断当前时刻的仿真时长是否达到预设的时长阈值，若是，则输出仿真结果。采用本发明专利技术实施例能够准确地模拟储能系统在各种工况下的动态特性，从而完成储能系统的半实物仿真试验。实物仿真试验。实物仿真试验。
【技术实现步骤摘要】
一种储能系统的实时仿真方法、装置、介质及设备
[0001]本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种储能系统的实时仿真方法、装置、介质及设备。
技术介绍
[0002]随着新型电力系统的发展，并网储能系统应用越来越广泛，并承担起越来越重要的作用。由于单个电池的容量与电压有限，为了提高储能系统单机容量并改善电能质量，往往需要发展多电平储能系统，其中一种重要的结构为基于级联H桥(cascaded H bridge，CHB)变流器与储能电池。级联H桥具有高度模块化、输出特性优良、电压扩展方便等优点，因而可以应用于高电压、大容量的储能系统。随着系统电压、容量的增加，储能系统也愈加复杂，为了保障储能系统运行的可靠性，有必要在设计和调试阶段，利用数字实时仿真系统对储能系统进行充分的半实物仿真测试，以验证相关功能与性能达到设计要求，其中，储能系统的数字实时仿真模型是整个仿真系统的关键部分。
[0003]目前尚无于高电压、大容量储能系统的专用实时仿真模型，无法完成基于级联H桥变流器与储能电池的储能系统的半实物仿真试验。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种储能系统的实时仿真方法、装置、介质及设备，能够准确地模拟基于级联H桥变流器与储能电池的储能系统在各种工况下的动态特性，从而完成储能系统的半实物仿真试验，同时保障系统运行的可靠性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种储能系统的实时仿真方法，包括：
[0006]根据储能系统的拓扑结构，构建所述储能系统的仿真模型，以开始所述储能系统的电磁暂态仿真计算；其中，所述仿真模型包括桥臂等效电路和级联H桥模块等效电路；
[0007]根据预设的充放电特性曲线获取每一储能电池的等效电容；
[0008]更新每一级联H桥模块的电力电子开关状态，以获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压；
[0009]根据每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，获取当前时刻的每一所述桥臂等效电路的桥臂电流；
[0010]根据所述等效电容，获取当前时刻的每一所述级联H桥模块等效电路的电容电压；
[0011]判断当前时刻的仿真时长是否达到预设的时长阈值，若是，则输出仿真结果，并结束仿真；若否，则将当前时刻的仿真时长增加一个预设的仿真步长，以继续所述储能系统的电磁暂态仿真计算。
[0012]作为上述方案的改进，每一所述桥臂等效电路包括一电压源和与所述电压源串联的一电感，每一所述级联H桥模块等效电路包括一电流源和与所述电流源并联的一电容。
[0013]作为上述方案的改进，所述根据预设的充放电特性曲线获取每一储能电池的等效电容，包括：
[0014]根据下式计算每一储能电池的等效电容：
[0015][0016]其中，Q
N
为储能电池的额定容量，dSOC为储能电池的荷电状态变化量，dU为电压变化量。
[0017]作为上述方案的改进，所述更新每一级联H桥模块的电力电子开关的状态，以获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，包括：
[0018]根据仿真输入的开关控制信号，更新每一级联H桥模块的电力电子开关状态；
[0019]根据所述电力电子开关状态，获取每一所述级联H桥模块的输出电压；
[0020]根据每一所述级联H桥模块的输出电压，获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压。
[0021]作为上述方案的改进，所述根据每一所述级联H桥模块的输出电压，获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，包括：
[0022]根据下式计算每一所述桥臂等效电路的桥臂电压：
[0023][0024]其中，U
xk
为第x相的第k个级联H桥模块的输出电压。
[0025]作为上述方案的改进，所述根据每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，获取当前时刻的每一所述桥臂等效电路的桥臂电流，包括：
[0026]根据下式计算当前时刻的每一所述桥臂等效电路的桥臂电流：
[0027][0028]i
a
+i
b
+i
c
＝0
[0029]其中，i
x
为第x相的桥臂等效电路的桥臂电流，L为桥臂等效电路的相电感，v
o
为桥臂等效电路的中性点电压，v
x
为桥臂等效电路的相电压，U
x
为桥臂等效电路的桥臂电压，i
a
、i
b
、i
c
分别为桥臂等效电路的各相电流。
[0030]作为上述方案的改进，所述根据所述等效电容，获取当前时刻的每一所述级联H桥模块等效电路的电容电压，包括：
[0031]将所述等效电容作为所述级联H桥模块等效电路的电容，根据下式计算当前时刻的每一所述级联H桥模块等效电路的电容电压：
[0032][0033]其中，U
ck
为第k个级联H桥模块等效电路的电容电压，C
k
为第k个级联H桥模块等效电路的电容，I
k
为第k个级联H桥模块等效电路的电容电流。
[0034]为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了一种储能系统的实时仿真装置，包括：
[0035]仿真模型构建模块，用于根据储能系统的拓扑结构，构建所述储能系统的仿真模型，以开始所述储能系统的电磁暂态仿真计算；其中，所述仿真模型包括桥臂等效电路和级联H桥模块等效电路；
[0036]等效电容获取模块，用于根据预设的充放电特性曲线获取每一储能电池的等效电
容；
[0037]桥臂电压获取模块，用于更新每一级联H桥模块的电力电子开关状态，以获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压；
[0038]桥臂电流获取模块，用于根据每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，获取当前时刻的每一所述桥臂等效电路的桥臂电流；
[0039]电容电压获取模块，用于根据所述等效电容，获取当前时刻的每一所述级联H桥模块等效电路的电容电压；
[0040]输出仿真结果模块，用于判断当前时刻的仿真时长是否达到预设的时长阈值，若是，则输出仿真结果，并结束仿真；若否，则将当前时刻的仿真时长增加一个预设的仿真步长，以继续所述储能系统的电磁暂态仿真计算。
[0041]为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上述所述的储能系统的实时仿真方法。
[0042]为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了一种设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上述所述的储能系统的实时仿真方法。
[0043]与现有技术相比，本专利技术实施例提供的一种储能系统的实时仿真方法、装置、介质及设备，通过构建所述储能系统的仿真模型，以开始所述储能系统的电磁暂态仿真计算；其中，所述仿真模型包括桥臂等效电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种储能系统的实时仿真方法，其特征在于，包括：根据储能系统的拓扑结构，构建所述储能系统的仿真模型，以开始所述储能系统的电磁暂态仿真计算；其中，所述仿真模型包括桥臂等效电路和级联H桥模块等效电路；根据预设的充放电特性曲线获取每一储能电池的等效电容；更新每一级联H桥模块的电力电子开关状态，以获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压；根据每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，获取当前时刻的每一所述桥臂等效电路的桥臂电流；根据所述等效电容，获取当前时刻的每一所述级联H桥模块等效电路的电容电压；判断当前时刻的仿真时长是否达到预设的时长阈值，若是，则输出仿真结果，并结束仿真；若否，则将当前时刻的仿真时长增加一个预设的仿真步长，以继续所述储能系统的电磁暂态仿真计算。2.如权利要求1所述的储能系统的实时仿真方法，其特征在于，每一所述桥臂等效电路包括一电压源和与所述电压源串联的一电感，每一所述级联H桥模块等效电路包括一电流源和与所述电流源并联的一电容。3.如权利要求1所述的储能系统的实时仿真方法，其特征在于，所述根据预设的充放电特性曲线获取每一储能电池的等效电容，包括：根据下式计算每一储能电池的等效电容：其中，Q
N
为储能电池的额定容量，dSOC为储能电池的荷电状态变化量，dU为电压变化量。4.如权利要求1所述的储能系统的实时仿真方法，其特征在于，所述更新每一级联H桥模块的电力电子开关的状态，以获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，包括：根据仿真输入的开关控制信号，更新每一级联H桥模块的电力电子开关状态；根据所述电力电子开关状态，获取每一所述级联H桥模块的输出电压；根据每一所述级联H桥模块的输出电压，获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压。5.如权利要求4所述的储能系统的实时仿真方法，其特征在于，所述根据每一所述级联H桥模块的输出电压，获取每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，包括：根据下式计算每一所述桥臂等效电路的桥臂电压：其中，U
xk
为第x相的第k个级联H桥模块的输出电压。6.如权利要求1所述的储能系统的实时仿真方法，其特征在于，所述根据每一所述桥臂等效电路的桥臂电压，获取当前时刻的每一所述桥臂等效电路的桥臂电流，包括：根据下式计算当前时刻的每一所述桥臂等效电路的桥臂电流：i
a
+i
b
+i
c
＝0
其中，i
【专利技术属性】
技术研发人员：陈满，龚文明，李勇琦，胡振恺，彭鹏，雷博，周月宾，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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