CN113972739A - 一种储能电站涉网适应性策略快速验证系统及装备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能电站涉网适应性策略快速验证系统及装备。该储能电站涉网适应性策略快速验证系统包括：接口模块，用于与储能电站中的监控系统相连；数据输入模块，用于设定储能电站进行涉网控制策略验证的应用场景及对应的特定参数设定值；状态生成模块，用于模拟该应用场景下的电网状态，并采用连续动态函数将该电网状态下的工况信息以信号方式通过接口模块输入到监控系统中；处理模块，用于根据工况信息的变化情况、及监控系统反馈过来的特定参数变化情况来判断储能电站涉网控制策略的动态适应性。本发明可对储能电站整体控制策略进行快速验证，无需解列电站，操作方便；且可输入连续动态工况，验证储能电站涉网策略的动态适应性。
Description
技术领域
本发明属于储能电站涉网策略技术领域，更具体地，涉及一种储能电站涉网适应性策略快速验证系统及装备。
背景技术
为实现“碳达峰，碳中和”，我国电力系统逐步向高新能源占比、高电力电子化新型电力系统发展，储能作为保障新能源稳定运行的关键技术，其在新型电力系统中地位逐渐提升，规模不断增大，目前单个电站已达百兆瓦级。储能现多用于削峰填谷、平抑新能源波动等，其控制模式为接受调度中心下达的指令，完成吸收或放出指令功率，保证电网运行稳定。而新型电力系统需要储能进行主动支持，如快速调频、动态调压、紧急支撑等，对其控制策略提出了更高要求。由于储能响应速度快，若其控制策略不合理，则反而会成为电网的干扰源，影响新型电力系统稳定运行。因此需要在储能电站投运前对其涉网控制策略进行调试、测试，在储能电站投入运行后进行定期评估。
当前，储能电站采用电网模拟器进行策略验证，电网模拟器的容量由百千瓦级发展至数兆瓦级，最大为十兆瓦，而储能电站规模已达百兆瓦级。电网模拟器受限于功率，不能从并网点直接测试，只能随机选取储能单元进行测试，推测储能电站整站状态，无法直接反映储能电站的涉网适应性。此外其测试操作也十分繁琐费时，需解列并联交流母线并停电，测试完成后还需重新进行电力安装并送电调试。目前对于储能电站整体涉网策略测评，只能采用继保仪对继保参数、动作参数进行测量。对于策略验证，继保仪只能将离散状态数据逐个输入检测，效率较低，尤其当储能电站进行主动支撑时，其更无法对电站策略进行快速验证。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种储能电站涉网适应性策略快速验证系统及装备，可对储能电站整体控制策略进行快速验证，无需解列电站，操作方便；且可输入连续动态工况，验证储能电站涉网策略的动态适应性。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种储能电站涉网适应性策略快速验证系统，包括：
接口模块，用于与待验证储能电站中的监控系统相连；
数据输入模块，包括常规输入单元和高级自定义单元，所述常规输入单元用于获取用户选择的特定应用场景及对应的特定参数设定值，所述特定应用场景根据所述待验证储能电站需接入电网的状态进行确定；所述高级自定义单元用于根据用户输入的自定义程序生成自定义应用场景及对应的特定参数设定值；
状态生成模块，用于模拟所述特定应用场景或所述自定义应用场景下的电网状态，并采用连续动态函数将所述电网状态下的工况信息以信号方式通过所述接口模块输入到所述监控系统中；
处理模块，用于实时获取所述工况信息及所述监控系统反馈过来的所述特定参数信息，并根据所述特定参数信息恢复到所述特定参数设定值、及所述工况信息恢复稳定的时间来判断所述待验证储能电站涉网控制策略的动态适应性。
本发明提供的储能电站涉网适应性策略快速验证系统可实现对百兆瓦级储能电站进行直接涉网控制策略快速验证，即直接根据设定的应用场景模拟该应用场景下的电网状态，并采用连续动态函数将该电网状态下的工况信息以信号方式传输到储能电站中的监控系统中，此过程为在储能电站进行二次侧检测，无需实际电力电子装置，没有电压、电流传输大小限制，因此相比于传统电网模拟器，可实现对百兆瓦级储能电站涉网策略的直接检测。此外，本发明提供的验证系统内部还设有状态生成模块，状态生成模块区别于传统继保仪的逐点状态输入，采用连续函数定义的程序进行整体状态输入方式，因此可向储能电站输入连续动态工况，以此来验证储能电站涉网策略的动态适应性，具有验证效率高的特点。
在其中一个实施例中，还包括微调模块，当所述处理模块判断所述待验证储能电站涉网控制策略的动态适应性在预设适应性范围外，则用于用户输入对所述待验证储能电站涉网控制策略的修改指令。
在其中一个实施例中，所述微调模块还用于用户输入对所述自定义程序的修改指令。
在其中一个实施例中，所述微调模块采用触摸屏键盘。
在其中一个实施例中，还包括数据导出模块，用于导出修改后的所述涉网控制策略信息和/或修改后的所述自定义程序。
在其中一个实施例中，还包括显示模块，用于显示所述自定义程序、所述工况信息、所述特定参数信息和所述涉网控制策略信息。
在其中一个实施例中，所述显示模块采用双显示屏。
在其中一个实施例中，还包括开关模块，所述开关模块分别与所述处理模块、所述显示模块相连，所述开关模块用于接收用户输入的通断指令，所述处理模块用于根据所述通断指令控制所述显示模块的开启或关闭。
第二方面，本发明提供了一种储能电站涉网适应性策略快速验证装备，包括上述所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统。
本发明提供的储能电站涉网适应性策略快速验证装备，可对储能电站整体控制策略进行连续验证，无需解列电站，无需逐点输入、验证及整理，验证速度快、效率高、可适用于百兆瓦级的大型储能电站投运前后的涉网控制策略验证。
附图说明
图1是一实施例中提供的储能电站涉网适应性策略快速验证系统的模块示意图；
图2是另一实施例中提供的储能电站涉网适应性策略快速验证系统的模块示意图；
图3是一实施例中提供的储能电站涉网适应性策略快速验证装备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，传统采用电网模拟器检测储能电站涉网策略为嵌入式检测，电网模拟器根据所要模拟的某一应用场景下的电网工况信息，计算出相应的电压、电流指令，并下发到待验证储能电站。受制于成本及技术，目前电网模拟器内部的电力电子装置无法承受百兆瓦级能量流，测试时流经电网模拟器的电压及电流耐受等级目前只能与单个兆瓦级储能单元相匹配，因此电网模拟器无法从储能电站并网点直接测试，只能随机选取其中某一储能单元进行测试，从而推测储能电站整站状态，因此，采用电网模拟器无法直接反映出储能电站的涉网适应性。
传统采用继保仪只能将离散状态数据逐个输入到待验证储能电站进行检测，其面向电力系统继电保护方面测试，而实际电网工况为动态的、连续的，因此采用继保仪进行验证存在测试效率低、操作繁琐、检测参数受限等问题。
基于此，本发明提供了一种新的方案，以解决上述所记载的技术问题，其具体构成将在后续的实施例加以详细阐述。
请先参阅图1，图1为本发明一实施例提供的储能电站涉网适应性策略快速验证系统的模块示意图，如图1所示，该验证系统包括接口模块100、数据输入模块200、状态生成模块300和处理模块400。
其中，本实施例提供的接口模块100，用于与待验证储能电站10中的监控系统相连。
需要说明的是，本领域常用的储能电站10主要包括监控系统、储能系统、电池管理系统(BMS)、储能双向变流系统(PCS)和配电系统，其中，监控系统对储能系统起到上传下达的作用，即一方面用于接收电网下发的调度指令，另一方面用于将该调度指令按照能量管理策略分配到储能系统中的各个储能单元；同时还起到监控整个储能系统运行状态的作用。
本实施例提供的接口模块100与储能电站10中的监控系统电相连，即与储能电站10的二次侧相连，相比于传统与储能电站10的一次侧相连(与储能电站10的并网点或各储能单元的输出端相连)，无需实际电力电子装置，没有电压、电流传输大小限制，可实现对百兆瓦级储能电站进行直接涉网策略快速检测。
本实施例提供的数据输入模块200，用于设定储能电站10进行涉网控制策略验证的应用场景。具体地，该数据输入模块200可包括常规输入单元210和高级自定义单元220，常规输入单元210用于获取用户选择的特定应用场景及对应的特定参数设定值，该特定应用场景根据该储能电站10需接入电网的状态进行确定。
可以理解的是，该特定应用场景为本领域储能电站典型的应用场景，比如削峰填谷类被动动作情况或主动支撑情况等。为更清楚地说明该特定应用场景与对应的特定参数的关系，以下举例说明：比如当特定应用场景为一次调频时，对应设定的特定参数可以为频差；当特定应用场景为二次调频时，对应设定的特定参数可以为功率合格率；当特定应用场景为调压时，对应设定的特定参数可以为电压差。
本实施例提供的高级自定义单元220，用于根据用户输入的自定义程序生成自定义应用场景及对应的特定参数设定值。可以理解的是，该自定义应用场景为储能电站非典型的应用场景，具体可根据需接入电网的状态进行相应设定，本实施例不作限制。具体地，该自定义程序可先通过存储到可读存储设备中，然后将通过该可读存储设备导入到本系统中。
本实施例提供的状态生成模块300，用于模拟特定应用场景或自定义应用场景下的电网状态，并采用连续动态函数将该电网状态下的工况信息以信号方式通过接口模块100输入到储能电站10的监控系统中，再由该监控系统中的能量管理策略计算在该工况下各储能单元出力指令，下发至储能系统中对应的储能单元。同时该监控系统对储能系统的状态信息进行实时监控，并将实时监控到的状态信息发送至处理模块400。
处理模块400，用于根据上述工况信息的变化情况、及监控系统反馈过来的状态信息中的特定参数变化情况，来判断储能电站10涉网控制策略的动态适应性。具体地，根据工况信息恢复稳定的时间、及特定参数恢复到上述特定参数设定值的时间(响应速度)来进行相应判断。
为更清楚地说明上述实施例提供的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，以下举例说明：
若在大规模负荷突然缺失导致电网频率下降的场景，用户1为验证某储能电站的涉网适应性策略。首先将系统接到储能电站10上，系统会初步识别出该储能电站基本参数，如额定容量等。用户则选择电网频率下降的场景，后根据自身需要输入缺失负荷规模大小，系统将根据用户设定参数对储能电站10所选应用场景进行模拟。验证在此特定场景下，该储能电站是否适合应用于该场景，及该储能电站10的控制策略是否符合用户预期。用户可根据电站响应速度及电网频率恢复稳定的过程判断储能电站10的涉网策略适应性。最后用户选择保存本次验证过程数据后结束验证，也可根据需要选择调整场景或参数再次进行验证。
若用户2想验证在其自己设计的场景下，该储能电站涉网适应性策略是否符合预期。首先将系统接到储能电站10上，系统将初步识别出该储能电站基本参数，如额定容量等。用户选择高级自定义选项，再将其设计的自定义程序通过可读存储设备接入到本系统，等待系统读取完成，则可在显示屏幕上对自定义程序进行浏览及简单完善，选择开始验证后，本系统将自定义程序作为内部场景模块输入程序，生成此次自定义场景。用户可根据电站响应速度及电网基本参数判断电站的涉网适应性策略。最后用户选择保存本次验证过程数据后结束验证，也可根据需要保存此次自定义场景到自定义模块并将场景命名。
本实施例提供的储能电站涉网适应性策略快速验证系统可实现对百兆瓦级储能电站进行直接涉网控制策略快速验证，即直接根据设定的应用场景模拟该应用场景下的电网状态，并采用连续动态函数将该电网状态下的工况信息以信号方式传输到储能电站10中的监控系统中，此过程为在储能电站10进行二次侧检测，无需实际电力电子装置，没有电压、电流传输大小限制，因此相比于传统电网模拟器，可实现对百兆瓦级储能电站涉网策略的直接检测。此外，本发明提供的验证系统内部还设有状态生成模块300，状态生成模块300区别于传统继保仪的逐点状态输入，采用连续函数定义的程序进行整体状态输入方式，因此可向储能电站10输入连续动态工况，以此来验证储能电站涉网策略的动态适应性，具有验证效率高的特点。
在一个实施例中，参见图2，该验证系统还可包括微调模块500，用于为用户提供便捷的微调输入方式，即当上述处理模块400判断储能电站10涉网控制策略的动态适应性在预设适应性范围外时，用户可通过该微调模块500对该储能电站10涉网控制策略的程序进行相应调整，直到处理模块400判断该储能电站10涉网控制策略的动态适应性在预设适应性范围内。当然，本实施例提供的微调模块500还可用于对用户输入的自定义程序进行调整。优选地，本实施例提供的微调模块500可采用触摸屏键盘。
在一个实施例中，该验证系统还可包括数据导出模块600，用于导出修改后的涉网控制策略信息和/或修改后的自定义程序，从而进行相应保存。
在一个实施例中，为方便用户能直观地观察到该储能电站10的实时运行情况，本发明提供的验证系统还可包括显示模块700，采用双显示屏，用于显示上述自定义程序、工况信息、特定参数信息和涉网控制策略信息。
当然，该验证系统还可包括开关模块800，可根据用户的实际需求对双显示屏的状态进行控制。具体地，该开关模块800分别与处理模块400、显示模块700相连，开关模块800用于接收用户输入的通断指令，处理模块400用于根据该通断指令控制显示模块800的开启或关闭。可以理解的是，本实施例提供的开关模块800除了为显示屏开关外，还可为待机开关、总开关、接线保护开关等，具体可根据验证系统的实际情况进行相应选择，本实施例不作限制。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种储能电站涉网适应性策略快速验证装备，如图3所示，该验证装备包括验证柜，该验证柜的一侧壁上同时设有上述的接口模块100、数据输入模块200、微调模块500、数据导出模块600、显示模块700和开关模块800，该验证柜内设有上述的状态生成模块300和处理模块400。
具体地，本实施例提供的储能电站涉网适应性策略快速验证装备中的各模块功能可参见上述验证系统实施例中的介绍，本实施例不再赘述。
使用本实施例提供的储能电站涉网适应性策略快速验证装备进行电站涉网适应性策略验证的步骤具体包括：
步骤S10，将本装备接于需进行策略快速验证的储能电站特定接入点，即储能电站中的监控系统中。
步骤S20，开启装备进行电站基本参数识别，后弹出验证特定应用场景选择。
步骤S30，用户根据需要选取特定应用场景，后转到步骤S40；或直接选择高级自定义选项，转到步骤S50。
步骤S40，根据选择本装备将弹出常规输入界面等待用户进行特定参数设定，也就是关键参数设定。
步骤S50，本装备提示接入可读存储设备进行自定义程序导入，还可显示虚拟键盘提供现场微调。
步骤S60，完成场景输入后，即可点击开始进行本电站策略快速验证。
步骤S70，输出结果并记录。
本实施例提供的储能电站涉网适应性策略快速验证装备，可对储能电站整体控制策略进行连续验证，无需解列电站，无需逐点输入、验证及整理，验证速度快、效率高、可适用于百兆瓦级的大型储能电站投运前后的涉网控制策略验证。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，包括：
接口模块，用于与待验证储能电站中的监控系统相连；
数据输入模块，包括常规输入单元和高级自定义单元，所述常规输入单元用于获取用户选择的特定应用场景及对应的特定参数设定值，所述特定应用场景根据所述待验证储能电站需接入电网的状态进行确定；所述高级自定义单元用于根据用户输入的自定义程序生成自定义应用场景及对应的特定参数设定值；
状态生成模块，用于模拟所述特定应用场景或所述自定义应用场景下的电网状态，并采用连续动态函数将所述电网状态下的工况信息以信号方式通过所述接口模块输入到所述监控系统中；
处理模块，用于实时获取所述工况信息及所述监控系统反馈过来的所述特定参数信息，并根据所述特定参数信息恢复到所述特定参数设定值、及所述工况信息恢复稳定的时间来判断所述待验证储能电站涉网控制策略的动态适应性。
2.根据权利要求1所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，还包括微调模块，当所述处理模块判断所述待验证储能电站涉网控制策略的动态适应性在预设适应性范围外，则用于用户输入对所述待验证储能电站涉网控制策略的修改指令。
3.根据权利要求2所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，所述微调模块还用于用户输入对所述自定义程序的修改指令。
4.根据权利要求3所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，所述微调模块采用触摸屏键盘。
5.根据权利要求3或4所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，还包括数据导出模块，用于导出修改后的所述涉网控制策略信息和/或修改后的所述自定义程序。
6.根据权利要求5所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，还包括显示模块，用于显示所述自定义程序、所述工况信息、所述特定参数信息和所述涉网控制策略信息。
7.根据权利要求6所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，所述显示模块采用双显示屏。
8.根据权利要求6所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统，其特征在于，还包括开关模块，所述开关模块分别与所述处理模块、所述显示模块相连，所述开关模块用于接收用户输入的通断指令，所述处理模块用于根据所述通断指令控制所述显示模块的开启或关闭。
9.一种储能电站涉网适应性策略快速验证装备，其特征在于，包括如权利要求1～8任意一项所述的储能电站涉网适应性策略快速验证系统。
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