CN109884434B - 用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质 - Google Patents
用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109884434B CN109884434B CN201910197725.7A CN201910197725A CN109884434B CN 109884434 B CN109884434 B CN 109884434B CN 201910197725 A CN201910197725 A CN 201910197725A CN 109884434 B CN109884434 B CN 109884434B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- joint debugging
- battery
- test
- debugging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 138
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 10
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000013479 data entry Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质，本发明步骤包括确定电池堆安全运行边界条件；利用电池堆安全运行边界条件确定BMS***及PCS***的安全边界条件；进行联调机组匹配确定联调范围，生成联调的试验流程步骤；依次执行试验流程步骤并监测执行过程中的开关状态信息，在开关状态信息和电池堆安全运行边界条件或BMS***及PCS***的安全边界条件不匹配时发出告警信号。本发明能够辅助储能电站调试工作顺利开展，确保储能电站***联调试验运行于安全工作范围之内，辅助试验人员对调试流程实现自动管理及监控，提高储能电站调试的效率及安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电力***的电网侧电池储能电站建设过程中的子***联调方法，具体涉及一种用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质。
背景技术
随着电池技术的发展，机遇锂离子电池的电化学储能电站技术日趋成熟、经济性逐步提升，目前电网侧已开始电池储能电站的规模化应用。电池储能电站内部分为能量管理***(简称EMS)、功率变换***(简称PCS)、电池组及对应的电池管理***(简称BMS)。电网侧电池储能电站中，单体电芯数目庞大，且由于电化学电池危险性较高，需对每个单体电芯进行状态监测，这使得储能电站遥测、遥信数据量较大。除此之外，不同于常规发电站，电池储能电站可工作于充电与放电两种状态，其内部控制逻辑更为复杂。这些因素综合作用使得储能电站***调试工作量较常规变电站显著增加。而储能电站调试工作的质量则直接决定了电站的可靠性。若在调试阶段未能发现储能电站内部控制逻辑方面的缺陷，其投运后将对电网的安全稳定、经济可靠运行造成不利影响。
为保证新建电网侧电池储能电站的顺利并网，需对储能电站内部设备及其组成***进行全面的调试，其调试工作具体可分为三个阶段，即单体***调试阶段、分***联调阶段及储能电站整体启动调试阶段。单体***调试阶段主要是测试单体设备的设计是否符合相关标准。分***联调阶段主要是测试各***间通讯是否正确、控制逻辑是否合理。整体启动调试阶段主要是测试储能电站整体的特性是否满足并网运行的相关要求。通过上述调试过程，可对储能电站内部单体设备、成套***及全站***进行功能、性能测试，确保储能电站的整体设计符合相关标准。
如申请号为201611208933.5的中国专利文献公开了一种储能变流器的调试方法和调试设备，该方法通过比较调试设备上位机下发至储能变流器的相关参数及地址与储能变流器对应的反馈值，可实现在不干扰储能变流器正常运行的条件下测试其控制程序。该专利提供的方法仅局限于测试储能变流器的软件***，虽可提高PCS***中储能变流器的软件调试效率，但并未涉及储能变流器硬件***及与之相关分***之间的联调。
申请号为201721614251.4的中国专利文献公开了一种BMS调试设备，该设备包括上位机、故障模拟装置、通信模块，通信模块包括CAN总线分析仪和双通路通讯板。该专利论述了利用该设备进行储能单元BMS***调试的方法，利用该专利可提高BMS测试的效率及精度。该专利虽然解决了储能站中BMS模块的单体调试，但仅适用于模块出厂前的测试，更未涉及BMS安装后的现场调试及BMS与PCS、EMS之间的联调测试。
申请号为201810106390.9的中国专利文献公开了一种调试储能***(ESS)的***和方法。该专利对抽象化的储能***调试步骤进行了论述，所述调试方法着重于储能***调试过程中测试相关设备的运行状态并进行故障处理。该发明并未涉及储能***调试条件的评估、调试流程的管理以及调试过程的监控。但在电网侧储能电站的调试过程中，为保证电化学电池、PCS等设备的安全，需就调试中的试验条件进行充分的评估，调试流程的管理及监控则可进一步提高调试工作的效率及安全性。
目前储能电站的建设规模在不断扩大，电站内需调试设备数量不断增多，对应的调试工作量逐步增加，调试过程中的安全风险也与之提高。现有的储能电站调试工作全部依靠人工处理，存在部分重复劳动效率低、安全风险监管易出现疏漏的风险，这些因素共同制约了储能电站调试的效率与安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质，本发明能够辅助储能电站调试工作顺利开展，确保储能电站***联调试验运行于安全工作范围之内，辅助试验人员对调试流程实现自动管理及监控，提高储能电站调试的效率及安全性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于电池储能电站***的联调试验方法，实施步骤包括：
1)确定电池堆安全运行边界条件；
2)利用电池堆安全运行边界条件确定BMS***及PCS***的安全边界条件；
3)进行联调机组匹配确定联调范围，生成联调的试验流程步骤；
4)依次执行试验流程步骤并监测执行过程中的开关状态信息，在开关状态信息和电池堆安全运行边界条件或BMS***及PCS***的安全边界条件不匹配时发出告警信号。
可选地，步骤1)中确定电池堆安全运行边界条件的详细步骤包括：
1.1)读取电池设计参数以及BMS***及PCS***的参数测量精度信息，所述电池设计参数包括电池及PCS***设计参数值、电池荷电状态参数及现场环境参数；
1.2)根据读取的电池设计参数，获得电芯在指定环境参数下开路电压与荷电状态SOC的关系曲线簇；
1.3)根据获取安装现场的电芯开路电压，将其与关系曲线簇进行比对，可估算出单体电芯的开路电压与荷电状态SOC；
1.4)根据单体电芯的开路电压与荷电状态SOC，估算出电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC；
1.5)根据BMS***及PCS***的参数测量精度确定电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的边界条件作为电池堆安全运行边界条件。
可选地，步骤1.4)中估算出电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的函数表达式如式(1)所示；
式(1)中，Ssoc为电池堆的SOC状态，Bsoc_i为第i各单体电芯的开路电压与荷电状态SOC，n为单体电芯数量，C为单体电芯的额定容量，Ctotal为整个电池堆的额定容量。
可选地，步骤1.5)中确定电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的边界条件包括下边界为(10％+x％)、上边界为(90％-x％)，其中x％为BMS***及PCS***的参数测量精度。
可选地，步骤2)的详细步骤包括：
2.1)根据电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC及其边界条件得到电池堆可充放电容量并作为电池堆充放电试验的功率约束，并将电池堆可充放电容量除以对应的充放电功率得到电池堆充放电试验的时长约束；
2.2)利用电池堆充放电试验的功率约束、时长约束得到对应的电池开路电压最大最小值，该电压值分别作为BMS***的过压、欠压保护的定值并作为BMS***的安全边界条件；
2.3)根据BMS***的过压、欠压保护的定值得到PCS***的最大、最小直流母线电压临时保护定值并作为PCS***的安全边界条件。
可选地，步骤3)的详细步骤包括：
3.1)读取电池储能电站***的一次***接线信息；
3.2)根据一次***接线信息确定本次联调试验的联调类型是采用“对拖联调”方式还是“并网联调”方式，若采用“并网联调”方式，则跳转执行步骤3.3)；若采用“对拖联调”方式，则跳转执行步骤3.4)；
3.3)根据储能单元并网流程生成所需的“并网联调”试验步骤，所述储能单元并网流程包含:试验前***状态确认阶段、空载冲击两绕组干式变压器阶段、电池堆并网阶段、储能变流器启停试验阶段及储能单元并网试验阶段；跳转执行步骤4)；
3.4)根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组，生成所需的“对拖联调”试验流程，跳转执行步骤4)。
可选地，步骤3.4)中根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组的详细步骤包括：
3.4.1)确定“对拖联调”的类型，如果类型为“一对一”方式则跳转执行步骤3.4.2)；如果类型为“一对多”方式则跳转执行步骤3.4.3)；所述“一对一”方式是指两台储能变流器相连且其中一台工作于电压源模式、另一台工作于功率控制模式，所述“一对多”方式是指多台储能变流器并联，且其中一台工作于电压源模式、其余全部工作于功率控制模式；
3.4.2)设定一台联调机组工作于电压源模式，所述电压源模式具体是指恒频恒压模式，在恒频恒压模式下使得储能变流器输出幅值与频率恒定的交流电压；设定另一台联调机组工作于功率控制模式，功率控制模式下储能变流输出恒定的有功功率与无功功率；结束；
3.4.3)设定一台联调机组工作于电压源模式，所述电压源模式具体是指恒频恒压模式，在恒频恒压模式下使得储能变流器输出幅值与频率恒定的交流电压；设定其余各台联调机组工作于功率控制模式，功率控制模式下储能变流输出恒定的有功功率与无功功率；结束。
可选地，步骤4)的详细步骤包括：
4.1)读取联调试验流程、联调试验安全运行边界条件，实时读取电池储能电站***中的联调开关状态；
4.2)根据联调开关状态及联调试验流程不同步骤所对应的开关状态判断开关动作是否正常，若开关动作正常则跳转执行下一，否则生成对应告警信息并输出；
4.3)读取PCS直流与交流侧电量；
4.4)通过交直流侧电量运算获取充放电功率、充放电时间、电池堆电压，将充放电功率、充放电时间、电池堆电压与联调试验安全运行边界条件的比较判断联调***是否满足安全运行边界，如果满足安全运行边界则跳转执行步骤4.1)循环读取联调***开关状态并进入下一个监控周期；否则，若判断结果为“否”则生成对应告警信息并输出。
本发明还提供一种用于电池储能电站***的联调试验***，包括计算机设备，该计算机设备被编程以执行本发明前述用于电池储能电站***的联调试验方法的步骤，或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本发明前述用于电池储能电站***的联调试验方法的计算机程序。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程以执行本发明前述用于电池储能电站***的联调试验方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：
本发明能够实现电池储能电站***的联调试验，通过安全边界条件能够估算电池特性及初始状态、环境参数等因素确定调试试验需满足的安全运行边界，能够有效提高联调试验中设备的安全性；通过调试流程自动生成模块根据***一次接线信息自动生成调试试验***构成及对应调试流程，能够有效规范调试流程，提高调试效率；通过试验状态实时监测模块对联调试验的实时监控，能够有效控制试验过程中潜在的危险状况，能够有效提高储能电站建设调试的效率及安全性，保障电池储能电站的安全可靠。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例中生成边界条件的流程示意图。
图3为本发明实施例中生成联调试验流程的流程示意图。
图4为本发明实施例中执行试验流程并监测开关状态的流程示意图。
图5为本发明实施例中“一对一”的接线实例。
图6为本发明实施例中“一对多”的接线实例。
图7为本发明实施例***的基本框架结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
应当理解，以下实施例仅仅用于解释本发明，但不用来限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例用于电池储能电站***的联调试验方法的实施步骤包括：
1)确定电池堆安全运行边界条件；
2)利用电池堆安全运行边界条件确定BMS***及PCS***的安全边界条件；
3)进行联调机组匹配确定联调范围，生成联调的试验流程步骤；
4)依次执行试验流程步骤并监测执行过程中的开关状态信息，在开关状态信息和电池堆安全运行边界条件或BMS***及PCS***的安全边界条件不匹配时发出告警信号。
如图2所示，步骤1)中确定电池堆安全运行边界条件的详细步骤包括：
1.1)读取电池设计参数以及BMS***及PCS***的参数测量精度信息，所述电池设计参数包括电池及PCS***设计参数值(包括额定电压、交流电压额定频率、额定电流、额定容量)、电池荷电状态参数及现场环境参数(包括电芯温度、电芯开路电压)；
1.2)根据读取的电池设计参数，获得电芯在指定环境参数下开路电压与荷电状态SOC的关系曲线簇；
1.3)根据获取安装现场的电芯开路电压，将其与关系曲线簇进行比对，可估算出单体电芯的开路电压与荷电状态SOC；
1.4)根据单体电芯的开路电压与荷电状态SOC，估算出电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC；
1.5)根据BMS***及PCS***的参数测量精度确定电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的边界条件作为电池堆安全运行边界条件。
本实施例中，步骤1.4)中估算出电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的函数表达式如式(1)所示；
式(1)中，Ssoc为电池堆的SOC状态，Bsoc_i为第i各单体电芯的开路电压与荷电状态SOC，n为单体电芯数量，C为单体电芯的额定容量，Ctotal为整个电池堆的额定容量。
本实施例中，步骤1.5)中确定电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的边界条件包括下边界为(10％+x％)、上边界为(90％-x％)，其中x％为BMS***及PCS***的参数测量精度。
如图2所示，步骤2)的详细步骤包括：
2.1)根据电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC及其边界条件得到电池堆可充放电容量并作为电池堆充放电试验的功率约束，并将电池堆可充放电容量除以对应的充放电功率得到电池堆充放电试验的时长约束；
2.2)利用电池堆充放电试验的功率约束、时长约束得到对应的电池开路电压最大最小值，该电压值分别作为BMS***的过压、欠压保护的定值并作为BMS***的安全边界条件；
2.3)根据BMS***的过压、欠压保护的定值得到PCS***的最大、最小直流母线电压临时保护定值并作为PCS***的安全边界条件。
如图3所示，步骤3)的详细步骤包括：
3.1)读取电池储能电站***的一次***接线信息；
3.2)根据一次***接线信息确定本次联调试验的联调类型是采用“对拖联调”方式还是“并网联调”方式，若采用“并网联调”方式，则跳转执行步骤3.3)；若采用“对拖联调”方式，则跳转执行步骤3.4)；
3.3)根据储能单元并网流程生成所需的“并网联调”试验步骤，所述储能单元并网流程包含:试验前***状态确认阶段、空载冲击两绕组干式变压器阶段、电池堆并网阶段、储能变流器启停试验阶段及储能单元并网试验阶段；跳转执行步骤4)；其中，所需的“并网联调”试验步骤的生成过程主要是根据不同试验阶段的需求而定，如试验前***状态确认阶段则自动生成需要检测的相关设备状态、空载冲击两绕组干式变压器阶段则根据***主接线图确定开关动作顺序等，不同的需求会产生不同的试验过程；
3.4)根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组，生成所需的“对拖联调”试验流程，跳转执行步骤4)。
本实施例中，步骤3.4)中根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组的详细步骤包括：
3.4.1)确定“对拖联调”的类型，如果类型为“一对一”方式则跳转执行步骤3.4.2)；如果类型为“一对多”方式则跳转执行步骤3.4.3)；所述“一对一”方式是指两台储能变流器相连且其中一台工作于电压源模式、另一台工作于功率控制模式，所述“一对多”方式是指多台储能变流器并联，且其中一台工作于电压源模式、其余全部工作于功率控制模式；
3.4.2)设定一台联调机组工作于电压源模式，所述电压源模式具体是指恒频恒压模式，在恒频恒压模式下使得储能变流器输出幅值与频率恒定的交流电压；设定另一台联调机组工作于功率控制模式，功率控制模式下储能变流输出恒定的有功功率与无功功率；结束；
3.4.3)设定一台联调机组工作于电压源模式，所述电压源模式具体是指恒频恒压模式，在恒频恒压模式下使得储能变流器输出幅值与频率恒定的交流电压；设定其余各台联调机组工作于功率控制模式，功率控制模式下储能变流输出恒定的有功功率与无功功率；结束。
为了进一步详细说明根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组工作原理，以下将详细列举以某储能电站的“对拖联调”试验根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组过程。为生成“对拖联调”的试验步骤，需先读取储能电站的一次接线图，以含四个储能单元的电站为例，其中每个储能单元含两套PCS***、电池堆及与之对应的BMS***，其一次接线如图5所示。根据“对拖联调”的方式不同，联调机组匹配单元21可根据“一对一”(所谓“一对一”即两台储能变流器相连，其中一台工作于电压源模式，另一台工作于功率控制模式)或“一对多”(所谓“一对多”即多台储能变流器并联，一台工作于电压源模式，其他工作于功率控制模式)的原则匹配参与“对拖联调”的机组。
图4与图5中分别给出了一种“一对一”和“一对一”的“对拖联调”机组组合示例。如图4所示，在该“一对一”的“对拖联调”的机组接线中，本实施例中设定VSC1-1工作于VF模式(即恒频恒压模式，在该模式下，储能变流器输出幅值与频率恒定的交流电压)，VSC2-1工作于PQ模式(即恒功率控制模式，在该模式下，储能变流输出恒定的有功功率与无功功率)。如图5所示，在该“一对多”的“对拖联调”的机组接线中，本实施例中设定VSC1-1工作于VF模式，VSC2-1至VSC4-2工作于PQ模式。
以图4所示“一对一”为例，输出对应“对拖联调”***接线方式后，将根据***主接线及设备编号生成具体的调试步骤，其中调试步骤具体分为：(I)试验前***状态确认阶段(这一阶段主要是确保确定的相关机组设备状态满足联调试验)；(II)储能变流器空载启动阶段(这一阶段主要是将参与联调的储能单元交流侧开关断开、直流侧连接至电池堆，储能变流器实现空载启动)；(III)储能变流器带变压器空载启动阶段(这一阶段主要是确定参与联调机组及对应主接线，利用储能变流器工作于VF模式对各机组交流侧变压器进行空载冲击)；(IV)对拖***启停试验阶段(这一阶段需分别设定相关机组的工作模式，并根据确定参与联调机组及对应主接线，按照试验流程与设备编号依次将相关设备接入联调***，并对整体***实现启停试验)；(V)联调***功能测试阶段(这一试验阶段与前一阶段的接线拓扑一致，各设备依试验流程接入***后，开始进行储能单元的充放电试验，并同时实现对储能单元相关***的测试)。
如图6所示，步骤4)的详细步骤包括：
4.1)读取联调试验流程、联调试验安全运行边界条件，实时读取电池储能电站***中的联调开关状态；
4.2)根据联调开关状态及联调试验流程不同步骤所对应的开关状态判断开关动作是否正常，若开关动作正常则跳转执行下一，否则生成对应告警信息并输出；
4.3)读取PCS直流与交流侧电量；
4.4)通过交直流侧电量运算获取充放电功率、充放电时间、电池堆电压，将充放电功率、充放电时间、电池堆电压与联调试验安全运行边界条件的比较判断联调***是否满足安全运行边界，如果满足安全运行边界则跳转执行步骤4.1)循环读取联调***开关状态并进入下一个监控周期；否则，若判断结果为“否”则生成对应告警信息并输出。
本实施例中，试验状态可输出的告警信息具体如表1所示。
表1：试验状态可输出的告警信息表。
此外，本实施例还提供一种用于电池储能电站***的联调试验***，包括计算机设备，该计算机设备被编程以执行本实施例前述用于电池储能电站***的联调试验方法的步骤，或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述用于电池储能电站***的联调试验方法的计算机程序。
本实施例还提供一种和前述用于电池储能电站***的联调试验方法完全对应的***，其分别通过不同的程序单元来实现前述用于电池储能电站***的联调试验方法的各个步骤。如图7所示，本实施例用于电池储能电站***的联调试验***的核心程序模块包括安全边界条件智能估算模块1、调试流程自动生成模块2、试验状态实时监测模块3，上述程序模块之间以及和外界还通过数据存储单元4和人机交互单元5进行数据或信息交互。其中，安全边界条件智能估算模块1内置电池运行边界条件估算单元和PCS运行边界条件估算单元，用于计算联调试验安全运行边界条件；调试流程自动生成模块2内置联调试验流程自动生成单元和联调机组自动匹配单元，用于生成联调试验的调试流程；试验状态实时监测模块3内置开关元件监测单元、PCS与电池状态监测单元和智能告警单元，用于实时监测调试中的设备状态并实现智能告警；数据存储单元4用于存储三个模块及人机交互单元5的输入数据；本发明人机交互单元5用于实现试验人员与支持***的交互。***包括三大核心模块：安全边界条件智能估算模块1通过获取试验环境参数、设备参数、电池出厂数据等信息智能计算联调试验所对应的运行边界；调试流程自动生成模块2利用电池储能电站一次接线图、功率变换成套***电气接线图、电池堆储能单元电气接线图及试验边界条件智能估算模块输出结果自动生成储能单元调试试验参与机组及试验流程；试验状态实时监测模块3通过实时监测联调试验中交流/直流电量、开关状态、电池堆状态，防止联调试验超出相关保护边界。通过上述***，可加快电网侧储能电站建设的调试进度，降低调试风险。
本实施例中，安全边界条件智能估算模块1包括用于计算电池试验运行安全边界条件的电池运行安全边界估算单元11及PCS运行边界估算单元12。使用时，电池运行安全边界估算单元11输入端与数据存储单元4相连，用于读取电池及PCS设计参数值、电池荷电状态参数及现场环境参数、BMS***及PCS***测量精度参数；电池运行安全边界估算单元11输出端分别与PCS运行边界估算单元12、数据存储单元4相连，第一输出端用于输出电池堆充放电功率与时长约束信息至PCS运行边界估算单元12，第二输出端用于将计算所得BMS临时保护定值存储至数据存储单元4；PCS运行边界估算单元12输入端与电池运行安全边界估算单元11相连，用于读取电池堆充放电边界限制条件，输出端与数据存储单元4相连，用于存储PCS***临时保护定值至数据存储单元4。
本实施例中，调试流程自动生成模块2包括用于确定联调范围的联调机组匹配单元21与用于确定调试步骤的试验流程自动生成单元22。使用中，联调机组匹配单元21输入端与数据存储单元4相连，用于读取数据存储单元4中存储的储能站一次***接线图及各电池舱状态；输出端与试验流程自动生成单元22相连，用于将联调机组范围传递至试验流程自动生成单元22；试验流程自动生成单元22输入端与联调机组匹配单元21相连，用于读取联调机组范围；输出端与数据存储单元4相连，用于将自动生成的试验流程存储至数据存储单元4。
本实施例中，试验状态实时监测模块3包括用于监测联调***中开关状态的开关元件监测单元31、用于监测PCS与电池堆状态的PCS与电池状态检测单元32以及用于根据联调***异常状态发出告警信号的智能告警单元33。使用中，开关元件监测单元31输入端与数据存储单元4相连，用于读取联调***中的开关编号及状态信息以及联调试验流程信息；开关元件监测单元31输出端与智能告警单元33相连，用于将联调***中开关的异常状态传送至智能告警单元33。PCS与电池状态监测单元32的输入端与数据存储单元4相连，用于读取联调试验安全运行边界条件与联调***中交直流电量；PCS与电池状态监测单元32的输出端与智能告警单元33相连，将交直流电量处理后的信息与联调试验安全运行边界条件一起传送至智能告警单元33；智能告警单元33的第一输入端与开关元件监测单元31相连，第二输入端同PCS与电池状态监测单元32相连。通过两个输入信息，智能告警单元33判断联调***是否处于正常工作状态。若处于异常状态，智能告警单元33将发出对应告警信息以保护联调***中设备的安全，对应的告警信息将通过智能告警单元33输出端存储至数据存储单元4。本实施例中，数据存储单元4主要用于存储人机交互单元5输入信息、电池与PCS出厂参数、电池运行安全边界信息、PCS及BMS***临时保护定值、储能电池一次接线图、调试流程信息、开关状态信息、联调***交直流电量信息与告警信息等数据。
本实施例中，人机交互单元5主要用于支持***与调试人员的交互，如联调方式选择、部分数据录入、告警信息显示灯。
前述***通过在安全边界条件智能估算模块1可有效根据设备状态估算联调试验的边界条件，为联调提供试验前的分析指导；利用调试流程自动生成模块2，可自动根据联调方式生成调试步骤，减轻调试人员工作量；通过试验状态实时监测模块3，能有效实现对联调试验全流程的监控，防止人为失误导致调试风险发生，保障调试设备安全。本发明实现了辅助调试人员对于电池储能电站中储能单元的***联调工作，能有效地提高工程人员对于储能电站的调试水平，可以有效缩短新建电池储能电站的调试工期。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述用于电池储能电站***的联调试验方法的计算机程序。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种用于电池储能电站***的联调试验方法，其特征在于实施步骤包括：
1)确定电池堆安全运行边界条件；
2)利用电池堆安全运行边界条件确定BMS***及PCS***的安全边界条件；
3)进行联调机组匹配确定联调范围，生成联调的试验流程步骤；
4)依次执行试验流程步骤并监测执行过程中的开关状态信息，在开关状态信息和电池堆安全运行边界条件或BMS***及PCS***的安全边界条件不匹配时发出告警信号；
步骤2)的详细步骤包括：
2.1)根据电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC及其边界条件得到电池堆可充放电容量并作为电池堆充放电试验的功率约束，并将电池堆可充放电容量除以对应的充放电功率得到电池堆充放电试验的时长约束；
2.2)利用电池堆充放电试验的功率约束、时长约束得到对应的电池开路电压最大最小值，将该电池开路电压最大最小值分别作为BMS***的过压、欠压保护的定值并作为BMS***的安全边界条件；
2.3)根据BMS***的过压、欠压保护的定值得到PCS***的最大、最小直流母线电压临时保护定值并作为PCS***的安全边界条件；
步骤3)的详细步骤包括：
3.1)读取电池储能电站***的一次***接线信息；
3.2)根据一次***接线信息确定本次联调试验的联调类型是采用“对拖联调”方式还是“并网联调”方式，若采用“并网联调”方式，则跳转执行步骤3.3)；若采用“对拖联调”方式，则跳转执行步骤3.4)；
3.3)根据储能单元并网流程生成所需的“并网联调”试验步骤，所述储能单元并网流程包含:试验前***状态确认阶段、空载冲击两绕组干式变压器阶段、电池堆并网阶段、储能变流器启停试验阶段及储能单元并网试验阶段；跳转执行步骤4)；
3.4)根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组，生成所需的“对拖联调”试验流程，跳转执行步骤4)。
2.根据权利要求1所述的用于电池储能电站***的联调试验方法，其特征在于，步骤1)中确定电池堆安全运行边界条件的详细步骤包括：
1.1)读取电池设计参数以及BMS***及PCS***的参数测量精度信息，所述电池设计参数包括电池及PCS***设计参数值、电池荷电状态参数及现场环境参数；
1.2)根据读取的电池设计参数，获得电芯在指定环境参数下开路电压与荷电状态SOC的关系曲线簇；
1.3)根据获取安装现场的电芯开路电压，将其与关系曲线簇进行比对，可估算出单体电芯的开路电压与荷电状态SOC；
1.4)根据单体电芯的开路电压与荷电状态SOC，估算出电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC；
1.5)根据BMS***及PCS***的参数测量精度确定电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的边界条件作为电池堆安全运行边界条件。
3.根据权利要求2所述的用于电池储能电站***的联调试验方法，其特征在于，步骤1.4)中估算出电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的函数表达式如式(1)所示；
式(1)中，Ssoc为电池堆的SOC状态，Bsoc_i为第i个单体电芯的开路电压与荷电状态SOC，n为单体电芯数量，C为单体电芯的额定容量，Ctotal为整个电池堆的额定容量。
4.根据权利要求2所述的用于电池储能电站***的联调试验方法，其特征在于，步骤1.5)中确定电池堆整体的开路电压与荷电状态SOC的边界条件包括下边界为(10％+x％)、上边界为(90％-x％)，其中x％为BMS***及PCS***的参数测量精度。
5.根据权利要求1所述的用于电池储能电站***的联调试验方法，其特征在于，步骤3.4)中根据设定的调试机组范围自动匹配联调机组的详细步骤包括：
3.4.1)确定“对拖联调”的类型，如果类型为“一对一”方式则跳转执行步骤3.4.2)；如果类型为“一对多”方式则跳转执行步骤3.4.3)；所述“一对一”方式是指两台储能变流器相连且其中一台工作于电压源模式、另一台工作于功率控制模式，所述“一对多”方式是指多台储能变流器并联，且其中一台工作于电压源模式、其余全部工作于功率控制模式；
3.4.2)设定一台联调机组工作于电压源模式，所述电压源模式具体是指恒频恒压模式，在恒频恒压模式下使得储能变流器输出幅值与频率恒定的交流电压；设定另一台联调机组工作于功率控制模式，功率控制模式下储能变流输出恒定的有功功率与无功功率；结束；
3.4.3)设定一台联调机组工作于电压源模式，所述电压源模式具体是指恒频恒压模式，在恒频恒压模式下使得储能变流器输出幅值与频率恒定的交流电压；设定其余各台联调机组工作于功率控制模式，功率控制模式下储能变流输出恒定的有功功率与无功功率；结束。
6.根据权利要求1所述的用于电池储能电站***的联调试验方法，其特征在于，步骤4)的详细步骤包括：
4.1)读取联调试验流程、联调试验安全运行边界条件，实时读取电池储能电站***中的联调开关状态；
4.2)根据联调开关状态及联调试验流程不同步骤所对应的开关状态判断开关动作是否正常，若开关动作正常则跳转执行下一，否则生成对应告警信息并输出；
4.3)读取PCS直流与交流侧电量；
4.4)通过交直流侧电量运算获取充放电功率、充放电时间、电池堆电压，将充放电功率、充放电时间、电池堆电压与联调试验安全运行边界条件的比较判断联调***是否满足安全运行边界，如果满足安全运行边界则跳转执行步骤4.1)循环读取联调***开关状态并进入下一个监控周期；否则，若判断结果为“否”则生成对应告警信息并输出。
7.一种用于电池储能电站***的联调试验***，包括计算机设备，其特征在于：该计算机设备被编程以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电池储能电站***的联调试验方法的步骤，或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电池储能电站***的联调试验方法的计算机程序。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：该计算机可读存储介质上存储有被编程以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电池储能电站***的联调试验方法的计算机程序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910197725.7A CN109884434B (zh) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910197725.7A CN109884434B (zh) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109884434A CN109884434A (zh) | 2019-06-14 |
| CN109884434B true CN109884434B (zh) | 2021-01-29 |
Family
ID=66932556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910197725.7A Active CN109884434B (zh) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109884434B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110752615B (zh) * | 2019-11-22 | 2024-02-23 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种电池储能电站现场联调装置及方法 |
| CN112816892B (zh) * | 2021-01-11 | 2022-10-04 | 上海理工大学 | 一种储能电站中电堆性能的测试方法 |
| CN112834936A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-25 | 智光研究院(广州)有限公司 | 一种电池充放电测试方法、装置、***和电池管理*** |
| CN115995885B (zh) * | 2023-02-10 | 2023-10-27 | 深圳库博能源科技有限公司 | 一种组串式储能***满载运行自动测试方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3234901B2 (ja) * | 1993-09-13 | 2001-12-04 | オムロン株式会社 | 保護継電器／遮断器試験システムおよびこれに用いる試験器 |
| CN105652106A (zh) * | 2014-11-19 | 2016-06-08 | 国家电网公司 | 一种储能***综合性能测试方法及装置 |
| CN105223511B (zh) * | 2015-09-02 | 2018-05-18 | 国网上海市电力公司 | 一种用于风储接入***的测试方法 |
| CN109061338B (zh) * | 2018-07-04 | 2021-09-14 | 蔚来(安徽)控股有限公司 | 储能pcs对拖测试平台及方法 |
| CN109358291B (zh) * | 2018-11-01 | 2019-11-05 | 中国海洋大学 | 储能***电池工况的简化方法 |
-
2019
- 2019-03-15 CN CN201910197725.7A patent/CN109884434B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109884434A (zh) | 2019-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109884434B (zh) | 用于电池储能电站***的联调试验方法、***及介质 | |
| CN106054672B (zh) | 基于rt-lab的真实微电网运行动态仿真测试平台 | |
| CN110707804B (zh) | 一种具有在线测试功能的储能备电装置及测试方法 | |
| CN212627257U (zh) | 一种包含预诊断模块的组串式两级变换电池储能*** | |
| CN104155616A (zh) | 一种光伏***变流器测试平台 | |
| CN107037733B (zh) | 风电场储能硬件在环测试调整***及方法 | |
| CN202111502U (zh) | 一种具有均衡充放电功能的电池管理装置 | |
| CN103576025A (zh) | 一种储能电站并网检测试验*** | |
| WO2024037522A1 (zh) | 大容量中压链式储能***作离网测试电源控制方法及*** | |
| CN114755518A (zh) | 一种储能***控制逻辑的测试方法及测试平台 | |
| CN112186822A (zh) | 一种基于低压隔离电池单元的储能*** | |
| CN110994681A (zh) | 一种实现光伏消纳的储能控制***及光伏消纳方法 | |
| CN110752615B (zh) | 一种电池储能电站现场联调装置及方法 | |
| CN106208114A (zh) | 一种基于储能正常备电基础上的多场景应用控制方法 | |
| CN203502568U (zh) | 一种电池性能一致性测试*** | |
| AU2020202736A1 (en) | Battery Test System | |
| CN111381174A (zh) | 燃料电池测试与锂离子电池化成分容耦合***及方法 | |
| CN104538981B (zh) | 一种具有无功调节功能的电池储能***的监控方法 | |
| CN210297268U (zh) | 一种用于火电联合agc调频的混合储能*** | |
| KR20130119180A (ko) | 에너지 저장장치용 모니터링 시스템 | |
| CN110308406B (zh) | 一种消防电源自动化测试方法 | |
| CN209911510U (zh) | 一种基于微网的电池测试与化成分容耦合*** | |
| CN216563283U (zh) | 一种蓄电池在线自维护*** | |
| CN116256637A (zh) | 一种老化测试***和方法 | |
| Zhu et al. | Power sharing strategy of paralleled converters considering efficiency and operation cost in islanded DC microgrids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |