【技术实现步骤摘要】
本申请涉及建模，具体涉及一种储能系统的建模方法、等效模型、装置、设备和存储介质。
技术介绍
1、随着新能源技术的发展，电网电源侧大规模地接入光伏和风电等新能源，但是，由于光伏和风电存在间隙性、波动性的特点，给电网安全运行带来了较大的风险，因此，亟需在电网的发电侧、输电侧、用电侧配置各类储能设备用于电网的调峰调频、惯量支撑等功能。
2、目前，输电侧储能有三种比较主流的储能技术路线，分别为交流侧储能、柔直阀储能和直流侧储能。为了对输电侧的高压大容量储能系统的运行特性进行分析研究，亟需对其进行仿真建模，然而目前没有适用于该系统的电磁暂态建模方式。
技术实现思路
1、基于上述问题，本申请提供一种储能系统的建模方法、等效模型、装置、设备和存储介质，可以实现高压大容量储能阀的电磁暂态建模，从而对高压大容量储能阀进行电磁暂态仿真。
2、第一方面，本申请提供了一种储能系统的建模方法，该方法包括：对储能系统中的储能子模块进行等效处理，得到储能子模块的等效电路；基于储能子模块的状态和储能子模块的等效电路，确定储能子模块的电磁暂态等效电路；根据储能子模块的电磁暂态等效电路，建立储能系统的电磁暂态等效模型。
3、本申请实施例的技术方案中，可以建立高压大容量储能阀的电磁暂态等效模型，从而实现高压大容量储能阀的仿真。并且，由于等效建模可以基于编程语言实现，因此可兼容后续数百级模块扩展，即具备极强的扩展性。进一步地，与采用开关模型对储能系统进行建模的方式相比，本申请实施例采用
4、在一些实施例中，对储能系统中的储能子模块进行等效处理，得到储能子模块的等效电路，包括：对储能子模块进行等效转换，得到第一模型参数和电路结构；根据储能子模块的试验数据，确定第二模型参数；根据第一模型参数、第二模型参数和电路结构确定储能子模块的等效电路。本申请实施例的技术方案中，对储能子模块中电容电路和储能器件的建模进行详细的考虑，可以提高仿真精度，并为领域中其他复杂结构的器件或电路的仿真建模提供了研究方向。
5、在一些实施例中，该方法还包括：在预设条件下对储能子模块进行充电试验和放电试验，得到储能子模块的试验数据，其中，预设条件包括荷电量、试验温度和控制频率中的至少一种。本申请实施例的技术方案中，在多种条件下获取试验数据，可以提高第二模型参数的准确性，从而提高储能子模块以及储能系统的建模精度，进而提高仿真精度。
6、在一些实施例中，基于储能子模块的状态和储能子模块的等效电路，确定储能子模块的电磁暂态等效电路，包括：在储能子模块的多个不同状态下，对储能子模块的等效电路进行电磁暂态计算，得到储能子模块的电磁暂态等效电路；多个不同状态包括工作状态、闭锁状态和切出状态下中的至少两个。本申请实施例的技术方案中，在储能子模块的多个不同状态下，对储能子模块的等效电路进行电磁暂态计算，得到储能子模块的电磁暂态等效电路。采用本申请实施例的技术方案，储能子模块的电磁暂态等效电路可以包含储能子模块的多种状态，从而使等效更准确，仿真更全面。
7、在一些实施例中，根据储能子模块的电磁暂态等效电路，建立储能系统的电磁暂态等效模型，包括：针对储能系统的各桥臂，对桥臂上的多个储能子模块的电磁暂态等效电路进行累加处理，得到桥臂电磁暂态等效电路；根据多个桥臂电磁暂态等效电路，建立储能系统的电磁暂态等效模型。本申请实施例的技术方案中，采用累加处理的方式，可以提高建模精度，并且提高了模型的扩展性。
8、在一些实施例中，储能子模块的电磁暂态等效电路包括受控电流源、第一电磁暂态等效电路、第二电磁暂态等效电路和第三电磁暂态等效电路；第一电磁暂态等效电路对应储能子模块的工作状态；第二电磁暂态等效电路对应储能子模块的闭锁状态；第三电磁暂态等效电路对应储能子模块的切出状态。本申请实施例的技术方案中，储能子模块的电磁暂态等效电路可以包含储能子模块的多种状态，从而使等效更准确，仿真更全面。
9、在一些实施例中，第二电磁暂态等效电路与第三电磁暂态等效电路并联形成并联等效电路；第一电磁暂态等效电路与并联等效电路串联连接。本申请实施例的技术方案中，储能子模块的电磁暂态等效电路可以包含储能子模块的多种状态，从而使等效更准确，仿真更全面。
10、在一些实施例中，第一电磁暂态等效电路包括第一电磁暂态等效电阻和第一电磁暂态电压源；第二电磁暂态等效电路包括第二电磁暂态等效电阻、第二电磁暂态电压源和第一等效二极管；第三电磁暂态等效电路包括第三电磁暂态等效电阻、第三电磁暂态电压源和第二等效二极管；第一电磁暂态等效电阻的第一端与受控电流源的第二端连接，第一电磁暂态等效电阻的第二端与第一电磁暂态电压源的负极连接；第一电磁暂态电压源的正极分别与第二电磁暂态等效电阻的第一端以及第三电磁暂态等效电阻的第一端连接；第二电磁暂态等效电阻的第二端与第二电磁暂态电压源的负极连接；第二电磁暂态电压源的正极与第一等效二极管的阴极连接；第一等效二极管的阳极与受控电流源的第一端连接；第三电磁暂态等效电阻的第二端与第三电磁暂态电压源的负极连接；第三电磁暂态电压源的正极与第二等效二极管的阳极连接；第二等效二极管的阴极与受控电流源的第一端连接。本申请实施例的技术方案中，储能子模块的电磁暂态等效电路可以包含储能子模块的多种状态，从而使等效更准确，仿真更全面。
11、在一些实施例中，第一电磁暂态等效电路与第二电磁暂态等效电路串联形成第一串联等效电路，第一电磁暂态等效电路与第三电磁暂态等效电路串联形成第二串联等效电路，第一串联等效电路与第二串联等效电路并联连接。本申请实施例的技术方案中，储能子模块的电磁暂态等效电路可以包含储能子模块的多种状态，从而使等效更准确，仿真更全面。
12、在一些实施例中，储能系统的电磁暂态等效模型包括至少一个桥臂电磁暂态等效电路，各桥臂电磁暂态等效电路包括受控电流源、第一桥臂等效电路、第二桥臂等效电路和第三桥臂等效电路；第一桥臂等效电路为桥臂中多个处于工作状态下的储能子模块的电磁暂态等效电路叠加得到的；第二桥臂等效电路和第三桥臂等效电路为均为桥臂中多个处于闭锁状态下的储能子模块的电磁暂态等效电路叠加得到的。本申请实施例的技术方案中，桥臂电磁暂态等效电路可以包含桥臂中多个储能子模块的多种状态，从而使等效更准确，仿真更全面。
13、在一些实施例中，第一桥臂等效电路包括第一桥臂电阻和第一桥臂电压源；第二桥臂等效电路包括第二桥臂电阻、第二桥臂电压源和第一桥臂二极管；第二桥臂等效电路包括第三桥臂电阻、第三桥臂电压源和第二桥臂二极管；第一桥臂电阻的第一端与受控电流源的第二端连接，第一桥臂电阻的第二端与第一桥臂电压源的负极连接；第一桥臂电压源的正极分别与第二桥臂电阻的第一端以及第三桥臂电阻的第一端连接；第二桥臂电阻的第二端与第二桥臂电压源的负极连接；第二桥臂电压源的正极与第一桥臂二极管的阴极连接；第一桥臂二极管的阳极与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能系统的建模方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对储能系统中的储能子模块进行等效处理，得到所述储能子模块的等效电路，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述储能子模块的状态和所述储能子模块的等效电路，确定所述储能子模块的电磁暂态等效电路，包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述储能子模块的电磁暂态等效电路，建立所述储能系统的电磁暂态等效模型，包括：
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述储能子模块的电磁暂态等效电路包括受控电流源、第一电磁暂态等效电路、第二电磁暂态等效电路和第三电磁暂态等效电路；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二电磁暂态等效电路与所述第三电磁暂态等效电路并联形成并联等效电路；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一电磁暂态等效电路包括第一电磁暂态等效电阻和第一
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电磁暂态等效电路与所述第二电磁暂态等效电路串联形成第一串联等效电路，所述第一电磁暂态等效电路与所述第三电磁暂态等效电路串联形成第二串联等效电路，所述第一串联等效电路与所述第二串联等效电路并联连接。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述储能系统的电磁暂态等效模型包括至少一个桥臂电磁暂态等效电路，各所述桥臂电磁暂态等效电路包括所述受控电流源、第一桥臂等效电路、第二桥臂等效电路和第三桥臂等效电路；
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一桥臂等效电路包括第一桥臂电阻和第一桥臂电压源；所述第二桥臂等效电路包括第二桥臂电阻、第二桥臂电压源和第一桥臂二极管；所述第二桥臂等效电路包括第三桥臂电阻、第三桥臂电压源和第二桥臂二极管；
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述储能子模块包括并联连接的开关电路、电容电路和储能器件；
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述储能器件包括电池，所述储能等效电路包括第一电池等效电压源、第一等效电阻、第二等效电阻、第三等效电阻、第一等效电容和第二等效电容；
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述开关电路包括第一开关、第二开关、第一二极管、第二二极管和所述受控电流源；
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述开关电路包括第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管和所述受控电流源；
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述电容电路包括电容和放电电阻；所述电容等效电路包括电容等效电压源和第十一等效电阻；
17.一种储能系统的电磁暂态等效模型，其特征在于，所述电磁暂态等效模型根据如权利要求1-16任一项所述的方法建立；
18.一种储能系统的建模装置，其特征在于，所述装置包括：
19.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至16中任一项所述的方法。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至16中任一项所述的方法。
21.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至16中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种储能系统的建模方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对储能系统中的储能子模块进行等效处理，得到所述储能子模块的等效电路，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述储能子模块的状态和所述储能子模块的等效电路，确定所述储能子模块的电磁暂态等效电路，包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述储能子模块的电磁暂态等效电路，建立所述储能系统的电磁暂态等效模型，包括：
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述储能子模块的电磁暂态等效电路包括受控电流源、第一电磁暂态等效电路、第二电磁暂态等效电路和第三电磁暂态等效电路；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二电磁暂态等效电路与所述第三电磁暂态等效电路并联形成并联等效电路；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一电磁暂态等效电路包括第一电磁暂态等效电阻和第一电磁暂态电压源；所述第二电磁暂态等效电路包括第二电磁暂态等效电阻、第二电磁暂态电压源和第一等效二极管；所述第三电磁暂态等效电路包括第三电磁暂态等效电阻、第三电磁暂态电压源和第二等效二极管；
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电磁暂态等效电路与所述第二电磁暂态等效电路串联形成第一串联等效电路，所述第一电磁暂态等效电路与所述第三电磁暂态等效电路串联形成第二串联等效电路，所述第一串联等效电路与所述第二串联等效电路并联连接。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述储能系统的电磁暂态等效模型包括至少一个桥臂电磁暂态等效电路，各所述桥臂电磁暂态等效电路包括所述受控电流源、第一桥臂等效电路、第二桥臂等效电路和第三桥臂等效电路；
【专利技术属性】
技术研发人员：涂青，黄文桢，梁李柳元，尹平平，谢奕，彭浩，卢艳华，余东旭，
申请(专利权)人：宁德时代未来能源上海研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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