(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210980731.1 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 国网湖南省电力有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市新韶东路398号 申请人 国网湖南省电力有限公司电力科 学 研究院　 国家电网有限公司 (72)发明人 洪权　杨丹　吴晋波　李辉　 熊尚峰　刘海峰　刘永刚　贺鹏程　 邹鑫　宋军英　欧阳帆　李理　 刘伟良　徐浩　刘志豪　龚禹生　 丁禹　刘力　李龙　李振文　 严亚兵　余斌　梁文武　许立强　 李刚　臧欣　蔡昱华　徐彪　 尹超勇　肖俊先　肖豪龙　肖遥遥　 刘智仁　刘鸿基　(74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 谭武艺 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 电化学储能 电站的变流器机电仿真建模方 法、 系统及 介质 (57)摘要 本发明公开了一种电化学储能 电站的变流 器机电仿真建模方法、 系统及介质， 本发明方法 包括建立变流器机电仿真模型； 根据变流器机电 仿真模型确定需要优化的参数； 根据变流器机电 仿真模型在不同参数下的超调量、 响应时间以及 调节时间作为适应度函数， 将需要优化的参数作 为粒子群优化算法的粒子， 采用粒子群优化算法 进行迭代优化并将适应度最小的粒子作为最优 参数输出。 本发明针对建模分析应用场景， 关注 储能电站并入电网后的功率响应特性， 通过提取 功率响应的超调量、 响应时间及调节时间作为指 标构建适应度函数， 结合现场实测及变流器机电 仿真模型的仿真比对， 可方便快捷的建立准确度 较高的储能电站机电仿真， 用于开展储能接入电 网的计算分析。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115292847 A 2022.11.04 CN 115292847 A 1.一种电化学储能电站的变流器机电仿真 建模方法， 其特 征在于， 包括： S1， 建立变流器机电仿真模型； S2， 根据变流器机电仿真模型确定需要优化的参数； S3， 根据变流器机电仿真模型在不同参数下的超调量、 响应时间以及调节时间作为适 应度函数， 将需要优化的参数作为粒子群优化算法的粒子， 采用粒子群优化算法进行迭代 优化并将适应度最小的粒子作为 最优参数输出。 2.根据权利要求1所述的电化学储能电站的变流器机电仿真建模方法， 其特征在于， 步 骤S1中建立的变流器机电仿真模型包括d轴电压生成支路、 q轴电压生成支路、 坐标变换模 块、 脉宽调制模块和变流器； 所述d轴电压生成支路的输入为当前有功P和预设的参考有功 指令Pref， 用于根据当前有功P和参考有功指令pref之差通过功率PID控制生 成d轴参考电流， 并根据d轴电流、 d轴参考电流之差生 成d轴电压； 所述q轴电压生 成支路的输入为当前无功Q 和预设的无功 参考指令Qref， 用于根据当前无功 Q和无功参考指令Qref之差通过功率PID控制 生成q轴参考电流， 并根据q轴电流、 q轴参考电流之差生成q轴电压； 所述d轴电压生成支路 输出的d轴电压、 q轴电压生 成支路生 成的q轴电压作为坐标变换模块的输入， 所述坐标变换 模块、 脉宽调制模块和变流器依次相连。 3.根据权利要求2所述的电化学储能电站的变流器机电仿真建模方法， 其特征在于， 根 据d轴电流、 d轴参考电流之差生成d轴电压以及根据q轴电流、 q轴参考电流之差生成q轴电 压的函数表达式为： 上式中， ud和uq为变流器的d轴和q轴电压， KpI和KiI为对电流之差进行电流PID控制的积 分参数和微分参数， s为拉普拉斯算子， 和 分别为d轴和q轴参考电流， ω0为电流角频 率， L为变流器的电感， iq和id为变流器的d轴和q轴电流， ed和eq为变流器的d轴和q轴电动 势。 4.根据权利要求2所述的电化学储能电站的变流器机电仿真建模方法， 其特征在于， 根 据当前有功P和参考有功指令Pref之差通过功 率PID控制生 成d轴参考电流， 以及根据当前无 功Q和无功参 考指令Qref之差通过功率PID控制生成q轴参 考电流的函数表达式为： 上式中， KpP和KiP为对功率之差进行功率PID控制的积分参数和微分参数， s为拉普拉斯 算子。 5.根据权利要求4所述的电化学储能电站的变流器机电仿真建模方法， 其特征在于， 步 骤S2中根据变流器机电仿 真模型确定需要优化的参数包括对电流之差进 行电流PID控制的 积分参数和微分参数、 对功率之差进行功率PID控制的积分参数和微分参数中的部分或全 部。 6.根据权利要求1的电化学储能电站的变流器机电仿真建模方法， 其特征在于， 步骤S3 中适应度函数的函数表达式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292847 A 2Pi＝a|σ‑σi|+b|tr‑tri|+c|ts‑tsi|， 上式中， Pi为适应度函数计算得到的适应度， a、 b和c为权重参数， σ 为超调量， tr为响应 时间， ts为调节时间， σi为第i个粒子对应的超调量， tri为第i个粒子对应的响应时间， tsi为 第i个粒子对应的调节时间， 超调量σ 、 响应时间tr和调节时间ts为对变流器进行有功、 无功 功率指令阶跃扰动， 记录有功功率、 无功功率随时间的变化响应曲线， 并通过变化响应曲线 得到； 第i个粒子对 应的超调量σi、 响应时间tri和调节时间tsi为对变流器机电仿真模型进行 有功、 无功功率指令阶跃扰动， 记录有功功率、 无功功率随时间的变化响应曲线， 并通过变 化响应曲线得到 。 7.根据权利要求6所述的电化学储能电站的变流器机电仿真建模方法， 其特征在于， 步 骤S3包括： S3.1， 初始化设置种群数Num与迭代代数阈值Maxgen， 以及迭代代数gen， 需要优化的参 数的变化范围； 根据需要优化的参数 的变化范围设置粒子群优化算法初始的种群， 该种群 中包含多个粒子， 每一个粒子表示 一个需要优化的参数； S3.2， 将当前种群中取 出第i个粒子， 并赋值给变流器机电仿真模型； S3.3， 对变流器机电仿真模型进行有功、 无功功率指令阶跃扰动， 记录有功功率、 无功 功率随时间的变化响应曲线； 根据记录得到的记录有功功率、 无功功率 随时间的变化响应 曲线， 确定第i个粒子对 应的超调量σi、 响应时间tri和调节时间tsi； 根据第i个粒子对应的超 调量σi、 响应时间tri和调节时间tsi以及预设的适应度函数计算第i个粒子的适应度； S3.4， 判断变量i等于种群数Num是否成立， 若不成立则跳转S3.2； 否则将适应度 最小的 粒子的位置作为当前代最佳位置， 重 置变量i的值为1， 将迭代 代数gen加1； S3.5， 判断是否满足预设的迭代收敛条件， 若满足预设的迭代收敛条件， 则将当前代最 佳位置对应的粒子作为 最优参数输出， 结束并退 出； 否则跳转S3.6； S3.6， 判断迭代代数gen等于迭代次数迭代代数阈值Maxgen是否成立， 若成立则将 当前 代最佳位置对应的粒子作为 最优参数输出， 结束并退 出； 否则跳转S3.6 。 8.根据权利要求7所述的电化学储能电站的变流器机电仿真建模方法， 其特征在于， 步 骤S3.5中预设的迭代收敛 条件是指适应度函数计算得到的适应度小于设定阈值。 9.一种电化学储能电站的变流器机电仿真建模系统， 包括相互连接的微处理器和存储 器， 其特征在于， 所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～8 中任意一项所述电化学 储能电站的变流器机电仿真 建模方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序， 其特征 在于， 所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行权利要求 1～8中任意一项 所述电 化学储能电站的变流器机电仿真 建模方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115292847 A 3