随着储能行业的发展,35kV电压等级的高压直挂储能已有多个示范工程,许多厂家开始采用半实物仿真平台进行测试可以高效的对厂家控制器进行控制器新功能开发、验证和电网适应性测试,大幅度提高研发工程师研究效率、减小控制器开发周期。
针对35kV直挂式储能系统(高压级联型储能)的工程化测试需求,本方案采用混合时间尺度仿真:将级联功率单元(H桥+电池簇)以1us步长运行于FPGA,精确模拟开关过程与均压均流;储能电池的等效电路模型(含SOC/SOH估算)及断路器逻辑则以50us步长运行于CPU。CPU与FPGA之间交互子模块电压、电流、SOC及保护信号等数据。储能控制器通过MT 2016协议转换器与仿真器光纤交互子模块级数据,网侧电压电流经物理IO采样,电池管理系统(BMS)信息可通过CAN或Modbus等通信接口选配接入,从而实现高压直挂储能系统的完整HIL测试。


在FPGA上1us 小步长实时仿真模拟高压直挂储能模型,具备低延迟、高精度特点

支持自由配置任意级高压直挂储能模型,每相级联的子模块数最多可达220级

支持用户自定义电池模型,具备CPU多核并行仿真能力,能以小于或等于50us仿真步长模拟海量储能电池串并联情况

配置MT2016光纤协议转换器,支持灵活的协议自定义功能和软件,无需FPGA编程工作实现不同光纤协议转换,并支持在线实时观测子模块电压、电池SOC等信息

子模块直流电流呈2倍频,随着系统放电功率突加,子模块电流也随之增大。

高压直挂储能系统处于放电状态,SOC下降,由于8s时储能系统发电功率指令增加,下降速率增大。

子模块电容电压瞬时发生变化,并较快恢复平衡,整个过程子模块电容电压均能保持均衡。

高压直挂储能系统高压侧并网点电流波形呈正弦,波形质量较好,功率指令响应较快。

以20MW功率进行放电时,电网电压与电流方向相反

仿真器能精准模拟电池电流二倍频特性以及子模块电压的纹波大小和均衡效果
测试
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