一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法与流程

1.本发明涉及物理接口一致性测试技术领域，尤其涉及一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法。


背景技术：

2.国标gb/t 34133-2017《储能变流器检测技术规程》规定了电化学储能变流器的检测项目、检测条件、检测装置和检测步骤。国标gb/t3658-2018《电化学储能系统接入电网测试规范》规定了电化学储能系统接入电网的测试条件、测试设备、测试项目与方法等。为满足应急支撑和规模化应用的技术需求，提出电池储能电站需具备即插即用功能。即插即用功能强调的是电池储能电站的即时可用性，将电池储能电站整体视为即插即用设备，电池储能电站中各设备组件亦为即插即用设备。
3.根据电池储能电站物理接口的接口标准，又可将其进一步划分为弱电物理接口与强电物理接口。无论是设备组件层面的即插即用，还是电池储能电站系统层面的即插即用，为了提高电池储能电站中各设备组件和电站整体的互操作性与互换性，都亟需提出电池储能电站实现即插即用功能的标准化测试方法与流程，帮助突破电池储能电站规模化应用的技术瓶颈。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明提供了一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法，能够解决目前不断电情况下实现移动储能系统的即插即用物理接口的快速一致性测试方法运维人员工作量大，工作效率底下，无法保证对负荷的不间断供电等问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法，包括：
8.根据即插即用电池储能电站接入配电网的匹配条件，确定通信测试、逻辑测试、故障测试、基本功能测试和运行测试五个测试项目；
9.根据所述测试项目，建立移动式储能即插即用物理接口一致性测试系统；
10.利用所述测试系统，对所需测试移动式储能即插即用物理接口的一致性进行测试。
11.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述通信测试包括通信物理接口匹配、通信协议一致性以及通信点表测试，
12.电池管理系统与构成电池储能电站的储能单机控制系统先进行通信测试，当电池
管理系统与构成电池储能电站的储能单机控制系统通过所述通信测试，则对储能单机控制系统与电池储能电站控制系统进行通信测试；
13.当储能单机控制系统与电池储能电站控制系统通过所述通信测试，则对电池储能电站控制系统与电力系统综合调度控制中心进行通信测试；
14.当电池储能电站控制系统与电力系统综合调度控制中心通过所述通信测试，所述测试项目进入逻辑测试环节。
15.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述逻辑测试包括，
16.当电池组件接入储能单机侧的直流断路器时，进行所述直流断路器分合测试，分合状态符合电池组件接入储能单机连通状态时，进行储能单机接入电池储能电站的交流断路器分合测试；
17.当分合状态符合储能单机接入电池储能电站连通状态时，进行电池储能电站接入电力系统的交流断路器分合测试；
18.当分合状态符合储能单机接入电池储能电站连通状态时，所述测试项目进入故障测试环节。
19.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述故障测试包括通信故障测试、电池单元过压、过电流、过温、双向储能变流器欠压、过压、过电流、功率器件过温、欠电流以及短路故障测试，
20.模拟电池组件故障状态，测试电池管理系统与储能单机控制系统的故障处理机制是否正常，当机制正常时，进行储能单机故障状态模拟；
21.模拟储能单机故障状态，测试储能单机控制系统与电池储能电站控制系统的故障处理机制是否正常，当机制正常时，进行移动式储能系统故障状态模拟；
22.模拟移动式储能系统故障状态，测试电池储能电站控制系统与电力系统综合调度控制中心的故障处理机制是否正常，当机制正常时，所述测试项目进入基本功能测试环节。
23.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述基本功能测试包括，
24.当电池管理系统收到储能单机控制系统下达控制指令时，对电池组件充放电功能进行测试，充放电功能与控制指令同步则满足功能需求，随后电池储能电站控制系统向储能单机控制系统下达控制指令；
25.所述储能单机控制系统接收到指令后，测试储能电机并入电池储能电站、切除电池储能电站、恒功率并网以及恒电压运行的功能，当功能全部满足时，所述电力系统综合调度控制中心向电池储能电站控制系统下达调度指令；
26.所述储能单机控制系统接收到指令后，测试电池储能电站并离网切换、恒功率并网以及恒电压运行功能。
27.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述运行测试包括，当电力系统综合调度控制中心向电池储能电站控制系统下达削峰填谷、电压-频率支撑、辅助调频、电能质量优化以及应急备用电源指令时，测试电池储能电站能否按照指令要求正常运行。
28.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种
优选方案，其中：所述物理接口包括弱电物理接口和强电物理接口。
29.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述弱电物理接口包括，
30.电池储能电站设有电站控制系统，可与电力系统综合调度控制中心双向通信，实现对电站系统优化调度及运行控制；
31.储能单机控制系统与电池储能电站控制系统亦可双向通信，实现电站内部多台储能单机的协调控制；
32.各储能单机的储能单机控制系统与电池管理系统亦可双向通信，实现电池的充放电管理。
33.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述强电物理接口包括，
34.电池组通过直流断路器接入双向储能变流器或者dc/dc环节的直流母线；
35.dc\dc环节通过断路器接入双向储能变流器的dc/ac环节，根据不同应用场合和电池输出特性；
36.双向储能变流器通过交流断路器接入电池储能电站变压器的副边；
37.电池储能电站通过交流断路器接入电网。
38.作为本发明所述的多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的一种优选方案，其中：所述测试系统按照通信测试、逻辑测试、故障测试、基本功能测试和运行测试顺序设计。
39.本发明的有益效果：本发明提出一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法，本发明涉及移动储能系统对外部重要负荷应急供电、保电领域，该接口技术能够在不断电情况下实现移动储能系统的即插即用物理接口的快速一致性测试方法，降低运维人员工作量，提高工作效率，保证对负荷的不间断供电。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
41.图1为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法方法流程图；
42.图2为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的测试基本流程图；
43.图3为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的测试详尽图；
44.图4为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的弱电物理接口示意图；
45.图5为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的强电物理接口示意图；
46.图6为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的充电情况下频率偏低电流波形图；
47.图7为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的充电情况下频率恢复电流波形图；
48.图8为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的并网点电压低于215v时输出电流波形图；
49.图9为本发明一个实施例提供的一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法的并网点电压高于225v时输出电流波形图；
具体实施方式
50.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
51.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
52.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
53.本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
54.同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.实施例1
57.参照图1-5，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法，包括：
58.s1：根据即插即用电池储能电站接入配电网的匹配条件，确定通信测试、逻辑测试、故障测试、基本功能测试和运行测试五个测试项目；
59.更进一步的，电池储能电站弱电物理接口包括三个部分：电池储能电站设有电站控制系统(简称站控)，可与电力系统综合调度控制中心(简称综控)双向通信，实现对电站
系统优化调度及运行控制。机控与站控亦可双向通信，实现电站内部多台储能单机的协调控制。各储能单机的机控与bms亦可双向通信，实现电池的充放电管理。
60.更进一步的，强电物理接口包括：电池组通过直流断路器k1接入双向储能变流器或者dc/dc环节的直流母线；dc\dc环节通过断路器k4接入双向储能变流器的dc/ac环节，值得说明的是，根据不同应用场合和电池输出特性，dc\dc环节不是必须设置的；双向储能变流器通过交流断路器k2接入电池储能电站变压器的副边；电池储能电站通过交流断路器k3接入电网。
61.s2：根据所述测试项目，建立移动式储能即插即用物理接口一致性测试系统；
62.应说明的是，所述测试系统按照通信测试、逻辑测试、故障测试、基本功能测试和运行测试顺序设计。
63.s3：利用所述测试系统，对所需测试移动式储能即插即用物理接口的一致性进行测试。
64.更进一步的，通信测试包括3个层面的通信测试：
65.更进一步的，电池管理系统bms与构成电池储能电站的储能单机控制系统(简称机控)的通信物理接口匹配、通信协议一致性以及通信点表测试；
66.更进一步的，机控与电池储能电站控制系统(简称站控)的通信物理接口匹配、通信协议一致性以及通信点表测试；
67.更进一步的，站控与电力系统综合调度控制中心(简称综控)的通信物理接口匹配、通信协议一致性以及通信点表测试。
68.应说明的是，当且仅当三个层面的通信测试全部通过检测，才进行下一测试步骤。
69.更进一步的，逻辑测试包括3个层面的逻辑测试：
70.更进一步的，电池组件接入储能单机侧的直流断路器分合测试，对应图3中的k1；
71.更进一步的，储能单机接入电池储能电站的交流断路器分合测试，对应图3中的k2；
72.更进一步的，电池储能电站接入电力系统的交流断路器分合测试,对应图3中的k3。
73.应说明的是，当且仅当三个层面的逻辑测试全部通过检测，才进行下一测试步骤。
74.更进一步的，故障测试包括3个层面的故障测试：
75.更进一步的，模拟电池组件故障状态，测试bms与机控的故障处理机制是否正常；
76.更进一步的，模拟储能单机故障状态，测试机控与站控的故障处理机制是否正常；
77.更进一步的，模拟移动式储能系统故障状态，测试站控与综控的故障处理机制是否正常。
78.应说明的是，故障测试的内容应包含但不限于以下内容：既包括通信故障测试，亦包括一些常见的如过电池单元过压、过电流、过温，pcs欠压、过压、过电流、功率器件过温，欠电流以及短路故障等。
79.还应说明的是，当且仅当三个层面的故障测试全部通过检测，才进行下一测试步骤。
80.更进一步的，基本功能测试包括3个层面的基本功能测试：
81.更进一步的，机控向bms下达控制指令，测试电池组件的充放电功能；
82.更进一步的，站控向机控下达控制指令，测试储能电机并入电池储能电站或切除电池储能电站、恒功率并网以及恒电压运行的等功能；
83.更进一步的，综控向站控下达调度指令，测试电池储能电站并离网切换、恒功率并网以及恒电压运行等功能；
84.应说明的是，当且仅当三个层面的基本功能测试全部通过检测，才进行下一测试步骤。
85.更进一步的，运行测试包括综控向站控下达调度指令，测试电池储能电站能否按照指令要求正常运行。
86.应说明的是，所述的调度指令对应电池储能电站所具备的高级应用功能，包括但不限于以下内容：削峰填谷、电压-频率支撑、辅助调频、电能质量优化以及应急备用电源等。
87.应说明的是，即插即用电池储能电站物理接口一致性测试方法，若任何步骤的前置步骤所包含的测试内容未通过，则物理接口一致性测试结果不通过。5个步骤完成所有测试内容，表示物理接口一致性测试通过，电池储能电站或电池储能电站中各设备部件可根据上一层控制系统的指令接入。
88.实施例2
89.参照图1-5，为本发明的一个实施例，提供了一种多场景移动式储能即插即用物理接口一致性测试方法，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。
90.本发明进行100kva即插即用物理接口装置样机测试，测试中包括大电流满充满放循环实验、恒功率充电实验、频率-有功主动支撑测试和电压-无功主动支撑测试。
91.实验方法：设定大电流按照深充深放循环，记录满充满放的时间，并测试电池性能。大电流满充满放循环实验测试结果如表1所示。
92.表1大电流满充满放循环实验测试
[0093][0094][0095]
恒功率充电实验测试实验方法：按照表2设定充电功率指令，测量交流输入电压电流有效值、直流电压电流、充电效率、有功功率、无功功率、功率因数、网侧三相电压不平衡度。实验结果：实验结果如表2所示。
[0096]
表2恒功率充电实验测试
[0097][0098]
以100kva储能系统充电情况下电网频率偏低为例，当检测到频率低于49.8hz时逐渐减少装置充电功率给定值p*，当检测到频率高于50.2hz时逐渐增加装置充电功率给定
值。充电功率给定值减小/增加的偏差最大为额定功率pn的30％，并且满足视在功率s《100kva。功率调节过程中调节步长为每个采样周期调整0.002*pn。
[0099]
经测试100kva储能电站即插即用物理接口装置在并网点频率偏低时输出电流波形如图6所示，系统能够逐渐减小充电功率，并网点频率恢复时输出电流波形如7所示，能够逐渐增加有功输出恢复至初始状态。通过测试表明，按此控制策略，储能系统可实现频率-有功曲线的主动支撑响应。
[0100]
以100kva储能系统充电情况下电网电压出现偏差时，当检测到电压低于215v时，逐渐增加容性无功给定值q*，当检测到电压高于225v时逐渐增加感性无功给定值。无功给定变化值最大为额定无功功率qn的40％，并且满足视在功率s《100kva。其中功率调节过程中调节步长为每个采样周期调整0.002*qn。
[0101]
经测试100kva储能电站即插即用物理接口装置当检测到并网点电压低于215v时输出电流波形如图8所示，能够发出容性无功支撑电压。当检测到并网点电压高于225v时输出电流波形如图9所示，能够发出感性无功降低并网点电压。
[0102]
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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0103]
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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0104]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0105]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0106]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0107]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0108]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0109]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。