CN103257297B - 用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统及方法。该系统包括测试电源，等效负载网络，直流链电容器，直流变换器，等效负载网络的电压测量电路，等效负载网络信号处理电路，电力储能装置的电压或电流测量电路，电力储能装置信号处理电路，功率开关驱动电路，驱动信号处理电路，及控制器。与现有技术相比，本发明将电力系统问题等效替换为相应的等效负载网络的动态能量交换需求，可取代现有直流-交流功率调节系统，大大降低测试成本和控制复杂性；通过对测试电源和等效负载网络进行不同形式的网络拓扑组合，可用于模拟各种电力系统问题，测试灵活性好；有效解决了电力储能系统研发和调试过程对实际电网正常运行的影响问题。

Description

用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统及方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，特别涉及一种用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统及方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益突出，可再生能源发电技术在现代电力系统中的地位越来越重要。但是，由于大部分可再生能源，如太阳能、风能、潮汐能等，具有不稳定性和不连续性的缺陷，必须配合一定的电力储能装置进行在线功率调控，从而提高系统运行稳定性和可靠性，实现与交流电网的无缝衔接和并网运行。另一方面，随着电力系统的智能化发展及电力用户对电能质量的要求不断提高，输电网中的柔性交流电力传输调控和配电网中的用户电力配电调控也必须结合电力储能装置，进行削峰填谷、电力调频、负载波动补偿等一系列操作，以维持电力用户端的供电稳定性和可靠性，保证其供电品质。

电力储能装置在正式投入使用之前，必须对电力储能装置的相关性能参数进行优化设计和测试。现有的测试方法和手段主要是对电力储能装置中的储能单元本体进行简单实验测试，进而获得一系列数据参数，如蓄电池和超级电容器的储能容量、内阻、电压、电流、温度等，超导磁体的储能容量、磁体电流、制冷功率、磁体工作温度、交流损耗、漏磁场、电磁力等。但是，这种简单实验测试获得的实验结果无法真实反映电力储能装置投入使用后的运行参数和数据，尤其是无法对电力储能装置的动态能量交换性能进行测试。

电力储能装置用于解决各种电力系统问题的核心本质是通过其内部储能单元与外部电力系统的动态能量交换来实时补偿外部功率波动，从而使外部电力系统的功率潮流、电压幅值和频率始终维持在其额定范围内。由于电力系统安全性和稳定性的严格要求，电力储能装置并网之前必须经过充分的实验测试。典型电力储能装置如蓄电池、超级电容器、超导磁体等，工作在直流运行条件下，其与交流电网的连接需要配置一整套直流-交流功率调节系统；同时，电力储能装置在实际运行过程中的动态能量交换过程受到实际电力系统的各种运行参数的影响，其综合运行性能也必须结合直流-交流功率调节系统进行实际测试才能准确获得。因此，在实际电力储能装置的设计、研发和测试阶段，通常需要研制一整套直流-交流功率调节系统，预先对内部储能单元及其配套设备的运行性能和规格要求进行实验研究，尤其是对动态能量交换性能进行实际测试。但由于直流-交流功率调节系统主要由直流变换器、逆变器、整流器、滤波器、变压器等一系列电能变换设备构成，设备数量多、电路拓扑及其系统控制较为复杂，因此存在研制和测试成本昂贵的缺陷；在某些高电压、大电流应用场合，如高压交流输电及高压直流输电，受到单个功率器件电气特性的限制，直流变换器、逆变器和整流器还需要级联化设计和处理，这将进一步增加直流-交流功率调节系统的研制和测试成本。同时，受到已研制的直流-交流功率调节系统的拓扑形式、性能规格等限制，实际电力储能装置很难根据实际应用需求或测试结果进一步优化和改良，无法适用于各种电力系统应用场合，灵活程度差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种测试成本低、控制简单、灵活程度高的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统及方法，尤其是解决了在不干扰和影响实际电网正常运行的情况下，实现和完成电力储能装置的调试和性能测试。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提出的一种用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统及方法，其基本原理和工作思路是：提取出电力储能装置用于解决各种电力系统问题的实质，将电力系统问题等效为对应的负载瞬时能量交换需求，负载瞬时能量交换需求由可控的测试电源和可控的等效负载网络共同构成；可控的测试电源和可控的等效负载网络均工作在直流运行条件下，可以取代现有的直流-交流功率调节系统；可控的测试电源和可控的等效负载网络可通过动态调节等效负载网络的运行电压来模拟实时的电网能量交换需求及相应的电力系统问题；利用直流变换器和直流链电容器来连接电力储能装置与等效负载网络，通过测试可以获得电力储能装置综合运行性能及参数，获得电力储能装置对解决所测电力系统问题的能力和特征，同时还可以用于根据待解决的特定电力系统问题来进行电力储能装置的系统参数优化设计。

具体而言，本发明提出的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，包括测试电源，等效负载网络，直流链电容器，直流变换器，等效负载网络的电压测量电路、及其后置的等效负载网络信号处理电路，电力储能装置的电压或电流测量电路、及其后置的电力储能装置信号处理电路，功率开关驱动电路、及其前置的驱动信号处理电路，及控制器。其中，

测试电源，通过调节输出电压值来实时模拟正常或故障状态下的电网功率潮流状态。等效负载网络，分别与测试电源和直流链电容器相连，通过调节其额定运行电压的上下限阈值及其内部阻抗值来实时模拟电网中的有功或无功负载。测试电源与等效负载网络共同构成所述系统的直流测试环境，通过调节测试电源的输出电压值、等效负载网络的额定运行电压上下限阈值及其内部阻抗值，使等效负载网络的实际运行电压值偏离或处于其额定运行电压上下限阈值之间，从而实现不同的等效负载网络的动态能量交换需求；根据瞬时能量及功率交换等效替换的原则，将不同的电力系统问题等效替换为相应的等效负载网络的动态能量交换需求。

直流链电容器，分别与等效负载网络和直流变换器相连，为大电流、低等效串联导通电阻的电容器，用于辅助电力储能装置对等效负载网络进行在线能量交换操作。

等效负载网络的电压测量电路，与等效负载网络相连，实时测量等效负载网络的运行电压数据，并将获得的运行电压数据通过其后置的等效负载网络信号处理电路输入至控制器。电力储能装置的电压或电流测量电路，与电力储能装置相连，实时测量电力储能装置的运行电压或电流数据，并将获得的运行电压或电流数据通过其后置的电力储能装置信号处理电路输入至控制器。

控制器，接收来自等效负载网络信号处理电路和电力储能装置信号处理电路的实时数据，并将实时数据与预设的上下限阈值比较后，相应输出直流变换器的运行状态切换命令；所述控制器可以是MCU、或DSP、或FPGA、或ARM、或PLC、或LabVIEW等。功率开关驱动电路，与直流变换器的内部功率开关器件相连，并通过其前置的驱动信号处理电路接收来自控制器的直流变换器的运行状态切换命令，从而对直流变换器内部功率开关器件的开关状态进行在线调控，进而实现直流变换器运行状态的切换。

直流变换器，分别与直流链电容器和电力储能装置相连，通过调节其内部功率开关器件来的开关状态实现其运行状态的切换，进而实时调控电力储能装置的工作状态；电力储能装置通过直流变换器与直流链电容器和等效负载网络相连，实时补偿动态能量需求，使等效负载网络的运行电压数据维持在其上下限电压阈值内。所述直流变换器的运行状态为充电运行状态、或放电运行状态，或储能运行状态，其类型包括降压变换器、升压变换器、升降压变换器等。

所述测试电源可以是三种拓扑方案，即直流电源，或可编程直流电源，或正向正弦半波电源。所述直流电源为直流电压源，用于模拟直流电网的功率潮流状态。所述可编程直流电源包括直流电压源、直流-直流变换器、直流滤波电容、隔离型运算放大器和控制器，用于模拟非正弦类电力系统问题；所述直流-直流变换器可以是降压型直流-直流变换器、或升压型直流-直流变换器、或升降压型直流-直流变换器等；所述非正弦类电力系统问题可以是电压尖峰、或电压闪烁、或电压谐波等。所述正向正弦半波电源包括交流电压源、全桥整流器和直流电压源，用于模拟正弦类电力系统问题，其中直流电压源用于补偿全桥整流器中的功率二极管的导通压降；所述正弦类电力系统问题可以是电压上升、或电压下降、或电压中断等。

所述等效负载网络包括电阻连续可调的能量交换等效电阻和直流-交流变换器等效电阻；能量交换等效电阻通过提取实际直流-交流功率调节系统中的直流链电容器工作电压，并结合与电力系统问题等效的能量交换需求获得；直流-交流变换器等效电阻为实际直流-交流功率调节系统中的直流-交流变换器内部功率器件的等效电阻；等效负载网络的电压测量电路实时测量的是能量交换等效电阻的运行电压数据。所述等效负载网络还包括电阻连续可调的直流-直流变换器等效电阻、和/或阻抗连续可调的电力传输线路等效阻抗；直流-直流变换器等效电阻为实际直流-交流功率调节系统中的直流-直流变换器内部功率器件的等效电阻；电力传输线路等效阻抗为实际直流-交流功率调节系统中的电力传输线路的等效阻抗。以上四种电阻或阻抗可组成四种不同的等效负载网络拓扑方案。

所述电力储能装置为蓄电池、或超级电容器、或超导磁体。其中，蓄电池可以是钠硫电池、或锂离子电池、或镍铬电池、或铅酸电池、或金属空气电池、或流体电池等；超级电容器可以是双层电容器、赝电容器等；超导磁体可以是由NbTi、Nb₃Sn材料绕制而成的低温超导磁体，或由BSCOO、YBCO材料绕制而成的高温超导磁体，或由MgB₂材料绕制而成的超导磁体等。当电力储能装置为蓄电池、或超级电容器时，通过电力储能装置的电压测量电路实时测量电力储能装置的运行电压；当电力储能装置为超导磁体时，通过电力储能装置的电流测量电路实时测量电力储能装置的运行电流。

利用本发明提出的上述系统进行电力储能装置动态能量交换性能测试，具体测试方法包括：

（1）测试环境初始化操作

a)调节测试电源的输出电压值及等效负载网络的内部阻抗值，将各种电力系统问题等效为相应的等效负载网络的动态能量交换需求；

b)电力储能装置的运行电压或电流上升至预设的初始值；可以使用充电电源对电力储能装置进行初始充电，蓄电池和超级电容器的运行电压上升至预设的初始值，或超导磁体运行电流上升至预设的初始值。

（2）测试过程操作，对直流变换器的运行状态进行切换，进而实时调控电力储能装置的工作状态，实现实时补偿动态能量需求，使等效负载网络的运行电压数据维持在其上下限电压阈值内；直流变换器从当前运行状态向下一个运行状态切换的操作过程为：

a)等效负载网络的电压测量电路，实时测量等效负载网络的运行电压数据，并将获得的运行电压数据通过其后置的等效负载网络信号处理电路输入至控制器；

b)电力储能装置的电压或电流测量电路，实时测量电力储能装置的运行电压或电流数据，并将获得的运行电压或电流数据通过其后置的电力储能装置信号处理电路输入至控制器；

c)控制器将接收到的来自电力储能装置信号处理电路的实时数据，依次与预设的电力储能装置信号的上下限阈值进行比较；如果直流变换器的当前运行状态为充电运行状态、且实时数据大于等于上限阈值，控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令，并进行第e）步；如果直流变换器的当前运行状态为放电运行状态、且实时数据小于等于下限阈值，控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令，并进行第e）步；如果实时数据介于上下限阈值之间，进行第d）步；

d)控制器将接收到的来自等效负载网络信号处理电路的实时数据，依次与预设的等效负载网络信号的上下限阈值进行比较；如果实时数据大于等于上限阈值，控制器立即输出直流变换器向充电运行状态切换的命令；如果实时数据小于等于下限阈值，控制器立即输出直流变换器向放电运行状态切换的命令；如果实时数据介于上下限阈值之间，控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令；

e)控制器输出的运行状态切换命令通过驱动信号处理电路后，输入至功率开关驱动电路，进而改变直流变换器内部功率开关器件的开关状态，最终使直流变换器从当前运行状态切换至下一个运行状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将电力系统问题等效替换为相应的等效负载网络的动态能量交换需求，可以取代现有的直流-交流功率调节系统，大大降低测试成本和控制的复杂性、测试操作方便；通过对测试电源和等效负载网络进行不同形式的网络拓扑组合，可以用于模拟各种电力系统问题，测试灵活性好；有效解决了电力储能系统在研发和调试阶段，对实际电网的依赖和干扰。

附图说明

图1是与电力储能装置相连的本发明系统的系统框图。

图2是测试电源为直流电源的电路拓扑图。

图3是测试电源为可编程直流电源的电路拓扑图。

图4是测试电源为正向正弦半波电源的电路拓扑图。

图5是等效负载网络为能量交换等效电阻和直流-交流变换器等效电阻的电路拓扑图。

图6是等效负载网络为能量交换等效电阻、直流-交流变换器等效电阻和直流-直流变换器等效电阻的电路拓扑图。

图7是等效负载网络为能量交换等效电阻、直流-交流变换器等效电阻和电力传输线路等效阻抗的电路拓扑图。

图8是等效负载网络为能量交换等效电阻、直流-交流变换器等效电阻、直流-直流变换器等效电阻和电力传输线路等效阻抗的电路拓扑图。

图9是实施例1中超导磁体电力储能装置测试系统拓扑图。

图10是实施例2中蓄电池电力储能装置测试系统拓扑图。

图11是实施例3中超级电容器电力储能装置测试系统拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施例作进一步的描述。

实施例1

如图1、图2、图6、图9所示。针对超导磁体作为电力储能装置，利用本发明的系统对其进行动态能量交换性能测试，系统拓扑图如图9所示。所述系统包括测试电源，单刀单掷开关，等效负载网络，单刀双掷开关，直流链电容器，直流变换器，等效负载网络的电压测量电路、及其后置的等效负载网络信号处理电路，电力储能装置的电流测量电路、及其后置的电力储能装置信号处理电路，功率开关驱动电路、及其前置的驱动信号处理电路，及控制器。

其中，测试电源为直流电压源；等效负载网络为电阻连续可调的能量交换等效电阻、直流-交流变换器等效电阻和直流-直流变换器等效电阻；直流变换器为升降压变换器；等效负载网络的电压测量电路为隔离型运算放大器；电力储能装置的电流测量电路为霍尔电流传感器。

假定电力系统由于超额电力负载接入，造成了电压下降问题，需要超导磁体电力储能装置对电力系统进行在线能量释放。利用上述测试系统，针对超导磁体电力储能装置进行动态能量交换性能测试，具体测试方法包括：

（1）测试环境初始化操作

a)调节测试电源的输出电压值及等效负载网络的内部阻抗值，将电力系统中的电压下降问题等效为相应的等效负载网络的动态能量释放需求；

b)向下闭合单刀双掷开关，并使直流变换器工作在充电运行状态，使用充电电源对超导磁体进行初始充电，直至超导磁体运行电流I_L(t)上升至预设的初始值，然后再使直流变换器工作在储能运行状态，并向上闭合单刀双掷开关；

c)向下闭合单刀单掷开关，连接测试电源与等效负载网络。

（2）测试过程操作，对直流变换器的运行状态进行切换，进而实时调控超导磁体的工作状态，实现实时补偿动态能量需求，使等效负载网络的运行电压数据维持在其上下限电压阈值内；直流变换器在放电运行状态的运行，及由当前放电运行状态向储能运行状态切换的操作过程为：

a)等效负载网络的电压测量电路，实时测量等效负载网络的运行电压数据U_R(t)，并将获得的运行电压数据通过其后置的等效负载网络信号处理电路输入至控制器；

b)超导磁体的电流测量电路，实时测量超导磁体的运行电流数据I_L(t)，并将获得的运行电流数据通过其后置的电力储能装置信号处理电路输入至控制器；

c)控制器将接收到的来自电力储能装置信号处理电路的实时数据I_L(t)，依次与预设的电力储能装置信号的上限阈值I₁和下限阈值I₂进行比较；如果实时数据I_L(t)小于等于下限阈值I₂，控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令，并进行第e）步；如果实时数据介于上下限阈值之间，进行第d）步；

d)控制器将接收到的来自等效负载网络信号处理电路的实时数据U_R(t)，依次与预设的等效负载网络信号的上限阈值U₁和下限阈值U₂进行比较，直至实时数据U_R(t)介于上下限阈值之间，然后控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令；

e)控制器输出的运行状态切换命令通过驱动信号处理电路后，输入至功率开关驱动电路，进而改变直流变换器内部功率开关器件的开关状态，最终使直流变换器从当前运行状态切换至下一个运行状态。

直流变换器在储能运行状态的运行，及由当前储能运行状态向放电运行状态切换的操作过程采用与以上步骤（2）a）-- e）类似的方法和步骤获得，其区别之处在于：“储能运行状态”改换为“放电运行状态”；步骤d）中的“直至实时数据U_R(t)介于上下限阈值之间”改换为“直至实时数据U_R(t)小于等于下限阈值U₂”。

假定电力系统由于缺额电力负载接入，造成了电压上升问题，需要超导磁体电力储能装置对电力系统进行在线能量吸收。利用上述测试系统，针对超导磁体电力储能装置进行动态能量交换性能测试，具体测试方法包括：测试环境初始化操作过程与以上步骤（1）类似，其区别之处在于，“电压下降问题”改换为“电压上升问题”，“动态能量释放需求”改换为“动态能量吸收需求”；测试过程操作与以上步骤（2）类似，其区别之处在于：“放电运行状态”改换为“充电运行状态”；充电运行状态的运行，及由当前充电运行状态向储能运行状态切换的操作过程的步骤c）中的“如果实时数据I_L(t)小于等于下限阈值I₂”改换为“如果实时数据I_L(t)大于等于上限阈值I₁”；储能运行状态的运行，及由当前储能运行状态向充电运行状态切换的操作过程的步骤d）中的“直至实时数据U_R(t)小于等于下限阈值U₂”改换为“直至实时数据U_R(t)大于等于上限阈值U₁”。

实施例2

如图1、图4、图5、图10所示，与实施例1相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：针对蓄电池作为电力储能装置进行动态能量交换性能测试，系统拓扑图如图10所示。其中，测试电源为正向正弦半波电源，等效负载网络为直流-交流变换器等效电阻和能量交换等效电阻，直流变换器为升压变换器，等效负载网络的电压测量电路为隔离型运算放大器，电力储能装置的电压测量电路为隔离型运算放大器。

假定电力系统由于超额或缺额电力负载接入，造成了电压下降或上升问题，需要蓄电池对电力系统进行在线能量释放或吸收。利用本发明提出的测试系统进行动态能量交换性能测试，具体测试方法与实施例1中给出的测试方法和步骤类似，其区别之处在于：“超导磁体”改换为“蓄电池”；“I_L(t)” 改换为“U_L(t)”；“电流测量电路”改换为“电压测量电路”；“运行电流” 改换为“运行电压”。

实施例3

如图1、图3、图7、图8、图11所示，与实施例1相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：针对超级电容器作为电力储能装置进行动态能量交换性能测试，系统拓扑图如图11所示。其中，测试电源为可编程直流电源，等效负载网络为电力传输线路等效阻抗、直流-交流变换器等效电阻和能量交换等效电阻，直流变换器为降压变换器，等效负载网络的电压测量电路为隔离型运算放大器，电力储能装置的电压测量电路为隔离型运算放大器。等效负载网络也可以是电力传输线路等效阻抗、直流-交流变换器等效电阻、直流-直流变换器等效电阻和能量交换等效电阻。

假定电力系统由于超额或缺额电力负载接入，造成了电压下降或上升问题，需要超级电容器对电力系统进行在线能量释放或吸收。利用本发明提出的测试系统进行动态能量交换性能测试，具体测试方法与实施例1中给出的测试方法和步骤类似，其区别之处在于：“超导磁体”改换为“超级电容器”；“I_L(t)” 改换为“U_L(t)”；“电流测量电路”改换为“电压测量电路”；“运行电流” 改换为“运行电压”。

Claims (7)

1.一种用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述系统包括测试电源，等效负载网络，直流链电容器，直流变换器，等效负载网络的电压测量电路、及其后置的等效负载网络信号处理电路，电力储能装置的电压或电流测量电路、及其后置的电力储能装置信号处理电路，功率开关驱动电路、及其前置的驱动信号处理电路，及控制器；

测试电源，通过调节输出电压值来实时模拟正常或故障状态下的电网功率潮流状态；所述测试电源为直流电源，或可编程直流电源，或正向正弦半波电源；所述直流电源为直流电压源，用于模拟直流电网的功率潮流状态；所述可编程直流电源包括直流电压源、直流-直流变换器、直流滤波电容、隔离型运算放大器和控制器，用于模拟非正弦类电力系统问题；所述正向正弦半波电源包括交流电压源、全桥整流器和直流电压源，用于模拟正弦类电力系统问题，其中直流电压源用于补偿全桥整流器中的功率二极管的导通压降；

等效负载网络，分别与测试电源和直流链电容器相连，通过调节其额定运行电压的上下限阈值及其内部阻抗值来实时模拟电网中的有功或无功负载；等效负载网络与测试电源共同构成所述系统的直流测试环境，将电力系统问题等效替换为相应的等效负载网络的动态能量交换需求；

直流链电容器，分别与等效负载网络和直流变换器相连，辅助电力储能装置对等效负载网络进行在线能量交换操作；

等效负载网络的电压测量电路，与等效负载网络相连，实时测量等效负载网络的运行电压数据，并将获得的运行电压数据通过其后置的等效负载网络信号处理电路输入至控制器；

电力储能装置的电压或电流测量电路，与电力储能装置相连，实时测量电力储能装置的运行电压或电流数据，并将获得的运行电压或电流数据通过 其后置的电力储能装置信号处理电路输入至控制器；

控制器，接收来自等效负载网络信号处理电路和电力储能装置信号处理电路的实时数据，并将实时数据与预设的上下限阈值比较后，相应输出直流变换器的运行状态切换命令；

功率开关驱动电路，与直流变换器的内部功率开关器件相连，并通过其前置的驱动信号处理电路接收来自控制器的直流变换器的运行状态切换命令，从而对直流变换器内部功率开关器件的开关状态进行在线调控，进而实现直流变换器运行状态的切换；

直流变换器，分别与直流链电容器和电力储能装置相连，通过调节其内部功率开关器件的开关状态实现其运行状态的切换，进而实时调控电力储能装置的工作状态；电力储能装置通过直流变换器与直流链电容器和等效负载网络相连，实时补偿动态能量需求，使等效负载网络的运行电压数据维持在其上下限电压阈值内。

2.根据权利要求1所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述直流-直流变换器为降压型直流-直流变换器、或升压型直流-直流变换器、或升降压型直流-直流变换器；所述非正弦类电力系统问题为电压尖峰、或电压闪烁、或电压谐波；所述正弦类电力系统问题为电压上升、或电压下降、或电压中断。

3.根据权利要求1或2所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述等效负载网络包括电阻连续可调的能量交换等效电阻和直流-交流变换器等效电阻；能量交换等效电阻通过提取实际直流-交流功率调节系统中的直流链电容器工作电压，并结合与电力系统问题等效的能量交换需求获得；直流-交流变换器等效电阻为实际直流-交流功率调节系统中的直 流-交流变换器内部功率器件的等效电阻；等效负载网络的电压测量电路实时测量的是能量交换等效电阻的运行电压数据。

4.根据权利要求3所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述等效负载网络还包括电阻连续可调的直流-直流变换器等效电阻、和/或阻抗连续可调的电力传输线路等效阻抗；直流-直流变换器等效电阻为实际直流-交流功率调节系统中的直流-直流变换器内部功率器件的等效电阻；电力传输线路等效阻抗为实际直流-交流功率调节系统中的电力传输线路的等效阻抗。

5.根据权利要求1所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述直流变换器的运行状态为充电运行状态、或放电运行状态，或储能运行状态。

6.根据权利要求1所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述电力储能装置为蓄电池、或超级电容器、或超导磁体；当电力储能装置为蓄电池、或超级电容器时，通过电力储能装置的电压测量电路实时测量电力储能装置的运行电压；当电力储能装置为超导磁体时，通过电力储能装置的电流测量电路实时测量电力储能装置的运行电流。

7.一种用于电力储能装置动态能量交换性能测试的方法，其特征在于：涉及的部件包括测试电源，等效负载网络，直流链电容器，直流变换器，等效负载网络的电压测量电路、及其后置的等效负载网络信号处理电路，电力储能装置的电压或电流测量电路、及其后置的电力储能装置信号处理电路，功率开关驱动电路、及其前置的驱动信号处理电路，及控制器；所述测试方法包括：

(1)测试环境初始化操作

a)调节测试电源的输出电压值及等效负载网络的内部阻抗值，将各种 电力系统问题等效为相应的等效负载网络的动态能量交换需求；

b)电力储能装置的运行电压或电流上升至预设的初始值；

(2)测试过程操作，对直流变换器的运行状态进行切换，进而实时调控电力储能装置的工作状态，实现实时补偿动态能量需求，使等效负载网络的运行电压数据维持在其上下限电压阈值内；直流变换器从当前运行状态向下一个运行状态切换的操作过程为：

a)等效负载网络的电压测量电路，实时测量等效负载网络的运行电压数据，并将获得的运行电压数据通过其后置的等效负载网络信号处理电路输入至控制器；

b)电力储能装置的电压或电流测量电路，实时测量电力储能装置的运行电压或电流数据，并将获得的运行电压或电流数据通过其后置的电力储能装置信号处理电路输入至控制器；

c)控制器将接收到的来自电力储能装置信号处理电路的实时数据，依次与预设的上下限阈值进行比较；如果直流变换器的当前运行状态为充电运行状态、且实时数据大于等于上限阈值，控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令，并进行第e)步；如果直流变换器的当前运行状态为放电运行状态、且实时数据小于等于下限阈值，控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令，并进行第e)步；如果实时数据介于上下限阈值之间，进行第d)步；

d)控制器将接收到的来自等效负载网络信号处理电路的实时数据，依次与预设的上下限阈值进行比较；如果实时数据大于等于上限阈值，控制器立即输出直流变换器向充电运行状态切换的命令；如果实时 数据小于等于下限阈值，控制器立即输出直流变换器向放电运行状态切换的命令；如果实时数据介于上下限阈值之间，控制器立即输出直流变换器向储能运行状态切换的命令；

e)控制器输出的运行状态切换命令通过驱动信号处理电路后，输入至功率开关驱动电路，进而改变直流变换器内部功率开关器件的开关状态，最终使直流变换器从当前运行状态切换至下一个运行状态。