【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电网，尤其涉及一种构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法及装置。
技术介绍
1、可再生能源的开发与利用占比持续攀升，而鉴于风电、光伏等新能源资源的地域集中性及其与电力负荷中心之间的显著距离，导致本地直接消纳能力受限。
2、为解决上述问题，电力系统逐渐展现出高比例可再生能源接入与高比例电力电子设备并存的“双高”特征，电网的运行特性正在经历深刻变革，对系统安全稳定运行的保障提出了新的考验。与火电、水电等传统电源相比，风电、光伏等新能源发电存在显著的间歇性和波动性，加之跨区大容量直流输电技术的快速发展，使得交流电网在面对高比例新能源接入及电力电子设备集成时，其承载能力受到严峻挑战。交流电网需应对更加复杂多变的电源出力特性，确保电网稳定运行；同时，高比例的电力电子设备接入增加了电网的谐波污染与电压波动风险，对电网的调节与控制能力提出了更高要求；此外，跨区直流输电的依赖也加剧了电网对单一传输路径的依赖，增加了电网故障传播的风险。在这一能源体系深刻转型的过程中，提升能源利用与转换效率成为核心议题。电能，以其清洁性与高可靠性的显著优势，在能源领域扮演着至关重要的角色。
3、传统的新能源机组，由于主要依赖锁相控制技术，并不直接参与电力系统的功率分配任务，由此产生的所有不平衡功率均由常规机组(如燃煤、燃气机组和水电机组)来承担。然而，随着常规机组数量的逐渐减少，系统面临的频率和电压稳定性问题日益凸显。此外，新能源设备以及直流输电等电力电子装置的广泛应用，不仅改变了系统的阻抗特性，还引发了诸如次同步振荡和中
4、近年来，随着电化学储能技术的快速发展和成本的大幅下降，为解决大电网的功率平衡及稳定性问题提供了新的可能性。然而，需要注意的是，传统的储能技术(如电池储能)虽然能够有效应对电网的调峰、调频和调压需求，但在提供系统惯量、解决暂态高低电压问题以及改善系统阻抗特性方面仍显不足。
5、因此，开发更加先进、全面的储能及控制技术，以应对高比例可再生能源和高比例电力电子设备带来的挑战，是当前电力行业亟待解决的重要课题。基于构网技术革新的电力电子换流器，其外部特性与传统的同步发电机组高度相似，不仅能够提供必要的惯量支撑，还具备调频调压、增强短路容量等关键功能，这些正是当前及未来电网所亟需的。它们的引入，有望从根本上解决或显著改善电网存在的问题，为构建新型电力系统开辟了广阔的应用前景。
6、构网型储能系统不仅在综合性能上可与常规发电机相媲美，更有望在未来高比例电力系统中扮演“中流砥柱”的角色，与常规机组并肩作战，共同支撑电网的安全稳定运行。这一发展趋势，不仅是对传统电网技术的深刻反思与超越，更是对未来能源转型和电力系统重构的积极探索与实践。然而，构网型储能变流器的测试却成为了一个技术难题，阻碍了其在实际应用中的广泛推广。
7、一方面，传统的测试方法如虚拟仿真，虽能在一定程度上模拟构网变流器的特性，但受限于仿真模型的精度及实际硬件参数的差异，难以全面反映不同厂家生产的变流器在性能上的细微差别，尤其是控制策略的不同对系统行为的影响更是难以准确捕捉。此外，虚拟仿真无法完全替代实体设备在真实电网环境下的表现，使得虚拟仿真测试结果具有一定的局限性。
8、另一方面，实体测试作为另一种测试手段，虽能更直观地反映构网型储能变流器在电网中的实际表现，但其操作复杂度高，且将变流器接入电网进行测试，可能会对电网造成不可预测的影响，如引发电网振荡等安全问题，这不仅增加了测试的风险，也限制了测试的可行性和灵活性。
9、因此，目前构网型储能变流器存在测试困难的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法及装置，能够实现构网型储能变流器的硬件在环测试，实现构网型储能变流器的半实物测试，提高构网型储能变流器的测试效果。
2、第一方面，本专利技术提供了一种构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，应用于仿真测试系统，仿真测试系统包括模拟储能系统、构网型储能变流器、电网模拟装置，该方法包括：获取待测试的测试类型；测试类型包括故障穿越测试、电能适应性测试和黑启动测试；故障穿越测试包括跟网模式测试和构网模式测试，电能适应性测试包括电压适应性测试和频率适应性测试；基于测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数；基于控制参数，进行半实物仿真测试，得到测试结果；测试结果包括仿真测试系统的电压、电流、功率和频率；基于测试结果，对构网型储能变流器的性能进行评估。
3、在一种可能的实现方式中，电网模拟装置包括可控交流源和可控负载；基于测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数，包括：若测试类型为跟网模式测试，则确定模拟储能系统的控制参数为第一功率和第二功率；确定第一功率对应的可控交流源的多个等级的输出电压；其中，第一功率为使构网型变流器工作于充电模式下的功率；第二功率为使构网型储能变流器工作于放电模式下的功率；若测试类型为构网模式测试，则保持模拟储能系统的控制参数和可控交流源的控制参数不变，确定可控负载的波动序列，波动序列包括测试过程中各时间段的负荷值。
4、在一种可能的实现方式中，基于测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数，包括：若测试类型为电压适应性测试，则确定模拟储能系统的第三充电功率和第四放电功率，确定第三充电功率对应的可控交流源的时序输出电压，以及第四放电功率对应的可控交流源的时序输出电压，时序输出电压包括测试过程中各时间段的输出电压；若测试类型为频率适应性测试，则确定模拟储能系统的第三充电功率和第四放电功率，确定第三充电功率对应的电网模拟装置的时序输出频率，以及第四放电功率对应的电网模拟装置的时序输出频率，时序输出电压包括测试过程中各时间段的输出频率。
5、在一种可能的实现方式中，基于测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数，包括：若测试类型为黑启动测试，则保持模拟储能系统的控制参数不变，确定电网模拟装置的可控负载的第一模式和第二模式，第一模式为第一容量的变压器和第一阻感负荷，第二模式为第二容量的变压器和第一阻感负荷。
6、在一种可能的实现方式中，基于控制参数，进行半实物仿真测试，得到测试结果，包括：若测试类型为跟网模式测试，则保持模拟储能系统以第一功率进行充电，基于多个等级的输出电压，调整可控交流源的输出电压；记录每次调整后仿真测试系统的运行参数，得到跟网模式测试的测试结果；保持模拟储能系统以第二功率进行放电，基于多个等级的输出电压，调整可控交流源的输出电压；记录每次调整后仿真测试系统的运行参数，得到跟网模式测试的测试结果；若测试类型为构网模式测试，保持模拟储能系统以第一功率进行充电，基于波动序列，调整可控负载的负荷，记录每次调整后仿真测试系统的运行参数，得到构网模式测试的测试结果；保持模拟储能系统以第二功率进行放电，基于波动序列，调整可控负载的负荷，记录每次调整后仿真测试系统的运行参数，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，应用于仿真测试系统，所述仿真测试系统包括模拟储能系统、构网型储能变流器和电网模拟装置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述电网模拟装置包括可控交流源和可控负载；
3.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数，包括：
4.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数，包括：
5.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述控制参数，进行半实物仿真测试，得到测试结果，包括：
6.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述控制参数，进行半实物仿真测试，得到测试结果，包括：
7.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，
8.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述仿真测试系统还包括变流器拓扑电路和滤波电路；所述变流器拓扑电路包括直流电源、飞跨电容和变流器桥臂；所述滤波电路包括滤波电感和滤波电容。
9.一种构网型储能变流器的硬件在环仿真测试装置，其特征在于，应用于仿真测试系统，所述仿真测试系统包括模拟储能系统、构网型储能变流器、电网模拟装置，所述装置包括：
10.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于若测试类型为跟网模式测试，则确定模拟储能系统的控制参数为第一功率和第二功率；确定第一功率对应的可控交流源的多个等级的输出电压；其中，第一功率为使构网型变流器工作于充电模式下的功率；第二功率为使构网型储能变流器工作于放电模式下的功率；若测试类型为构网模式测试，则保持模拟储能系统的控制参数和可控交流源的控制参数不变，确定可控负载的波动序列，所述波动序列包括测试过程中各时间段的负荷值。
...【技术特征摘要】
1.一种构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，应用于仿真测试系统，所述仿真测试系统包括模拟储能系统、构网型储能变流器和电网模拟装置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述电网模拟装置包括可控交流源和可控负载；
3.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数，包括：
4.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述测试类型，确定模拟储能系统和电网模拟装置的控制参数，包括：
5.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述控制参数，进行半实物仿真测试，得到测试结果，包括：
6.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真测试方法，其特征在于，所述基于所述控制参数，进行半实物仿真测试，得到测试结果，包括：
7.根据权利要求1所述的构网型储能变流器的硬件在环仿真...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩宇，杨鹏，王磊，李铁成，梁纪峰，曹雨含，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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