评估太阳能光伏电站构网型电池储能系统的性能

自 R2023b 起
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此示例展示了如何评估构网型 (GFM) 电池储能系统 (BESS) 在高太阳能光伏 (PV) 渗透率下维持电力系统稳定能力。您可以在正常运行或发生意外状况（例如光伏功率大幅下降、负载显著变化、电网断电和故障）期间评估电力系统。您可以在 MATLAB® 中下载此模型，或从 MATLAB Central File Exchange 和 GitHub® 访问此模型。

示例概览

在本示例中，您将学习如何：

  • 将光伏电站和电池储能单元集成到采用传统电源的电力传输系统中。

  • 对不同的运行场景进行仿真，包括太阳能变化、负载大幅变化、电网断电、短时故障和永久性故障。

  • 根据 IEEE 2800 标准的性能要求，验证所设计的光伏电站、电池储能单元及控制器的合规性。

  • 在不同电网强度水平下，评估构网型控制器和跟网型 (GFL) 控制器下储能系统在并网点 (POI) 的响应。

有关详细信息，请按照以下步骤操作，对 Web 浏览器中打开的概览内容做进一步的探索，或参阅 Renewable Energy Integration Design with Simscape (MATLAB Central File Exchange)。

下载文件

使用 gitclone 函数在当前文件夹中克隆最新的存储库。

gitclone("https://github.com/simscape/Renewable-Energy-Integration-Simscape");

或者，您也可以使用以下选项下载最新文件。

打开工程

使用 gitclone 函数后，MATLAB 会在当前文件夹中创建一个新文件夹。此示例使用工程来管理支持文件。打开 RenewableEnergyIntegrationSimscape 工程文件。如果有任何已打开的工程，MATLAB 会先将其关闭，然后再加载此工程。配置工程环境需要几分钟时间，因为该模型有数百个支持文件。点击顶层模型画布上的 Learn More 超链接可以打开概览，帮助您探索该模型的子系统和构造。该概览还会展示主要仿真结果。

openProject("Renewable-Energy-Integration-Simscape");

探索工程

配电和输电系统

顶层模型包括一个光伏电站 (PV plant) 和一个电池储能 (BESS) 单元，它们通过一个 4.16 kV/24.9 kV 变压器连接到中压 (MV) 电网。光伏电站的逆变器通过使用 GFL 控制器在其最大功率点 (MPP) 运行。BESS 逆变器作为 GFM 单元运行，使用基于虚拟同步电机的 GFM 控制器。

一个三相负载连接到电压为 4.16 kV 的中压馈线。一个 24.9 kV/230 kV 变压器通过高压 (HV) 输电线将中压电网与常规发电机组连接起来。

光伏园区系统

在 BESS & PV PARK 子系统内部，查看 50 MWp PV Park 子系统封装下的内容。该子系统对光伏电站进行建模。该光伏电站由两个三相中央逆变器组成。在温度为 25°C 且太阳辐射强度为 1000 Watt/m2 时，每个光伏逆变器可提供最大 50 MW 的功率。一个 4.16/24.9 kV 配电变压器将光伏逆变器连接到中压电力网络。光伏逆变器在其最大功率点 (MPP) 运行。

BESS 系统

BESS 包含一个电网规模的电池单元，其存储容量为 60 MWhr，最大功率为 35 MW。BESS 系统通过两级功率转换过程集成到电网中。功率转换过程的第一级是双向 DC-DC 转换器，用于保持电池 DC 链路电压。第二级是电网侧逆变器，该逆变器控制 BESS 和电网之间的功率流。

光伏功率突变后的 BESS 性能

下图显示了光伏功率输出在 1.5 秒时突然减少 50% 后，BESS 单元的性能。采用 GFM 控制的 BESS 在扰动期间可做出有效响应。BESS 提供惯性功率和主要响应，同时输出所需的无功功率，以维持系统稳定运行。

要查找 MathWorks Simscape Team 提供的最新示例，请访问 MATLAB Central 上的 MathWorks Simscape Team。

另请参阅

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