一种模块化储能系统并网测试分析方法与流程

本发明属于储能系统并网测试，涉及到一种模块化储能系统并网测试分析方法。

背景技术：

1、模块化储能系统通过将储能系统划分为多个可独立工作或组合扩展的储能电池，实现储能系统的灵活配置和高效利用。实践中，电力系统中的负荷需求会随时间、天气等因素发生波动，而模块化储能系统能够快速响应这些变化，通过储存和释放电能，平衡电网供需，因此需要对模块化储能系统进行并网操作。

2、模块化储能系统并网是指将模块化设计的储能系统接入电网，实现与电网的互联互通和协同运行。在进行模块化储能系统并网的过程中可能出现储能系统和电网不兼容或储能电池异常等原因导致并网后出现运行异常，因此，对于模块化储能系统并网测试分析具有重要意义。

3、对于模块化储能系统并网测试分析可以分为并网前分析和并网后分析。

4、并网前的模块化储能系统电池健康性和与电网的适配性是保证并网后系统稳定运行的重要前提。传统的模块化储能系统的电池健康测试通常是在并网后对电池容量等指标进行监测，而没有在并网前将电池健康测试和适配性测试与储能系统并网可行性进行关联，这种分析方式可能导致潜在的电池问题在并网后才被发现，造成系统性能下降，无法确保储能系统在电网波动或故障时能够按预期响应，可能导致电网稳定性下降，甚至引发严重的电网事故。

5、并网后的运行质量测试分析是保证模块化储能系统进行并网操作后正常运行的必要步骤。传统的模块化储能系统并网测试通常是直接对并网后的模块化储能系统进行各方面监测指标的分析，而没有考虑到电网波动对储能系统运行状态的影响，这种分析方式降低了测试的有效性和准确性，无法全面评估储能系统在复杂电网环境下的动态响应能力和稳定性，导致测试结果与实际情况之间出现偏差，难以发现潜在的故障，可能导致安全隐患。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种模块化储能系统并网测试分析方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种模块化储能系统并网测试分析方法，包括：s1、对构成模块化储能系统的各电池模块进行电池健康测试，所述电池健康测试包括自放电测试和容量偏差测试，同时将模块化储能系统与需要进行并网的目标电网进行电力参数适配性测试。

3、s2、基于电池健康测试和电力参数适配性测试的结果判断是否允许将模块化储能系统进行并网操作。

4、s3、将判断允许进行并网操作的模块化储能系统与目标电网进行并网，并基于等间隔时长将一天的时间分为若干监测时段。

5、s4、在各监测时段对并网后的模块化储能系统进行并网运行质量测试，所述并网运行质量测试包括运行稳定质量测试和运行响应质量测试，基于运行质量测试的结果判断模块化储能系统在各监测时段内是否存在并网异常。

6、s5、基于模块化储能系统在各监测时段内是否存在并网异常的判断结果进一步识别具体的倾向异常指向，所述异常指向包括运行稳定异常和运行响应异常，同时识别适宜并网时段。

7、于本发明一优选实施例，所述自放电测试具体分析步骤如下：从各电池模块的说明书中读取对应电池模块的额定充电电压。

8、对各电池模块进行充电操作，同时利用电池测试仪实时采集各电池模块的实际电压，当各电池模块的实际电压等于额定充电电压时停止进行充电操作，并利用电池测试仪采集对应各电池模块的初始容量。

9、基于各电池模块充电完成时刻和预先设置的自放电监测时长获取各电池模块的自放电监测结束时刻，进而在自放电监测结束时刻利用电池测试仪对各电池模块进行检测得到对应的各电池模块的结束容量。

10、将各电池模块的初始容量、结束容量和自放电监测时长代入公式得到各电池模块的自放电率，其中表示单位时长。

11、于本发明一优选实施例，所述容量偏差测试具体分析过程如下：从各电池模块的说明书中读取对应电池模块的额定充电电压和额定容量。

12、对各电池模块进行充电操作，利用电池测试仪采集各电池模块的监测电压，当各电池模块的监测电压等于对应的额定充电电压时停止充电，并利用电池测试仪采集各电池模块的监测容量。

13、基于各电池模块的监测容量和额定容量得到各电池模块的容量偏差度。

14、于本发明一优选实施例，所述电力参数适配性测试具体步骤如下：从目标电网的运行说明书中提取目标电网的工作电压和工作电压允许波动百分比范围，进而分析得到目标电网的允许电压波动范围。

15、基于预先设置的参考适配性分析时长设置若干采集时间点，在各采集时间点利用电池测试仪对连接完成后的模块化储能系统进行电压采集得到各采集时间点对应的模块化储能系统的运行电压。

16、将各采集时间点对应的运行电压与允许电压波动范围进行对比判断是否出现电压异常。

17、将出现电压异常的采集时间点记为异常采集时间点，统计得到异常采集时间点的数量和采集时间的总数量，由此分析得到电力参数适配度。

18、于本发明一优选实施例，所述判断是否允许将模块化储能系统进行并网操作具体如下：将各电池模块的自放电率和容量偏差度分别与预先设置的允许自放电率和允许容量偏差度进行对比，并将模块化储能系统与目标电网的电力参数适配度与预先设置的达标电力参数适配度进行对比，进而得到是否允许将模块化储能系统进行并网操作的判断结果。

19、于本发明一优选实施例，所述运行稳定质量测试具体分析步骤如下：在各监测时段内实时采集目标电网的运行频率、模块化储能系统电能输出端的输出电压和输出效率。

20、以时间为横坐标以目标电网的运行频率为纵坐标绘制目标电网在各监测时段的频率变化曲线，以时间为横坐标以模块化储能系统电能输出端的输出电压为纵坐标绘制模块化储能系统在各监测时段的输出电压变化曲线，以时间为横坐标以模块化储能系统电能输出端的输出效率为纵坐标绘制模块化储能系统在各监测时段的输出效率变化曲线。

21、对各监测时段对应目标电网的频率变化曲线进行均匀布点得到若干监测点，分析得到监测点在变化曲线上的斜率的绝对值，进而与预先设置的允许监测斜率进行对比，判断各监测点对应的目标电网运行频率是否发生波动。

22、将判断目标电网运行频率发生波动的监测点记为频率波动点，提取各频率波动点的横坐标，进而基于横坐标的时间在输出电压变化曲线和输出效率变化曲线中获取对应点斜率的绝对值，并记为各频率波动点的输出电压波动度和输出效率波动度。

23、将各监测时段内各频率波动点的输出电压波动度和输出效率波动度进行对比，选择最大输出电压波动度和最大输出效率波动度作为该监测时段的输出电压波动度和输出效率波动度。

24、将各监测时段的输出电压波动度和输出效率波动度代入分析公式得到各监测时段模块化储能系统的运行稳定度，其中分别表示输出电压波动度和输出效率波动度的权重，表示自然常数。

25、于本发明一优选实施例，所述运行响应质量测试具体分析步骤如下：实时获取各监测时段模块化储能系统的实际运行功率，并提取目标电网的运行频率。

26、以时间为横坐标以运行功率为纵坐标绘制模块化储能系统在各监测时段的运行功率变化曲线，对各监测时段模块化储能系统的运行功率变化曲线进行均匀布点得到若干采集点，获取各采集点在运行功率变化曲线上的斜率的绝对值，进而与预先设置的允许监测斜率进行对比，判断各采集点是否发生功率波动，若发生则记为功率波动点。

27、将各频率波动点按时间先后顺序进行排序并编号，同时将各功率波动点按照时间先后顺序进行排序并编号，按照编号将各频率波动点与各功率波动点进行匹配。

28、提取各频率波动点与各功率波动点的横坐标，进而得到各频率波动点的时间，将各频率波动点的时间与对应功率波动点的时间进行差值计算得到对应的将各频率波动点的运行响应时长。

29、将各监测时段内各频率波动点的运行响应时长与预先设置的理想响应时长进行对比得到各监测时段内各频率波动点的模块化储能系统的运行响应及时度，进而进行均值计算得到各监测时段内模块化储能系统的运行响应及时度。

30、于本发明一优选实施例，所述判断模块化储能系统在各监测时段内是否存在并网异常具体如下：将各监测时段模块化储能系统的运行稳定度和运行响应及时度按权重进行求和计算得到各监测时段内模块化储能系统的并网质量指数。

31、将各监测时段内模块化储能系统的并网质量指数与预先设置的达标并网质量指数进行对比，进而得到各监测时段内模块化储能系统是否存在并网异常的判断结果。

32、于本发明一优选实施例，所述识别具体的倾向异常指向具体如下：将各监测时段内模块化储能系统的运行稳定度和运行响应及时度分别与预先设置的达标运行稳定度和达标运行响应及时度进行对比，进而得到各监测时段内的异常指向。

33、统计各类型异常指向对应的监测时段数量，进而将各类型异常指向对应的监测时段数量与监测时段总数量进行占比计算得到各类型异常指向占比，进而进行对比得到具体的倾向异常指向。

34、于本发明一优选实施例，所述识别适宜并网时段具体如下：将各监测时段的模块化储能系统并网质量指数进行对比，进而选取最大并网质量指数对应的监测时段作为适宜并网时段。

35、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过在并网测试前对模块化储能系统电池模块进行自放电偏差测试和容量偏差测试，并对系统和电网进行电力参数适配性测试，基于测试结果对模块化储能系统进行并网操作的可行性进行分析，这种分析方式可以确保需要进行并网操作的模块化储能系统符合要求，避免了因为模块化储能系统异常而导致的并网失败或事故的发生，提高了系统并网操作的安全性和可靠性。

36、（2）本发明通过在电网发生频率波动时对模块化储能系统进行运行稳定质量测试和运行响应质量测试，进而基于测试结果判断是否存在并网异常，这种分析方式通过动态环境测试，可以更真实地模拟储能系统在并网运行中的实际情况，从而得到更加准确和可靠的测试结果，在频率波动的情况下进行测试可以更容易地暴露储能系统在动态变化中的性能问题和潜在故障，避免出现严重的运行事故。

37、（3）本发明通过对不同监测时段进行并网后运行质量测试，进而基于测试结果分析不同监测时段的并网质量指数，并识别适宜并网时段，这种分析方式增大了测试结果的全面性，可以全面、准确的发现潜在的安全隐患，避免因为测试时间导致的测试结果片面性，同时适宜并网时段的分析提高了并网操作的成功率，避免给电网运行带来安全隐患。