[发明专利]用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统及方法

权利要求书

1.一种用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述系统包括测试电源，等效负载网络，直流链电容器，直流变换器，等效负载网络的电压测量电路、及其后置的等效负载网络信号处理电路，电力储能装置的电压或电流测量电路、及其后置的电力储能装置信号处理电路，功率开关驱动电路、及其前置的驱动信号处理电路，及控制器；

测试电源，通过调节输出电压值来实时模拟正常或故障状态下的电网功率潮流状态；

等效负载网络，分别与测试电源和直流链电容器相连，通过调节其额定运行电压的上下限阈值及其内部阻抗值来实时模拟电网中的有功或无功负载；等效负载网络与测试电源共同构成所述系统的直流测试环境，将电力系统问题等效替换为相应的等效负载网络的动态能量交换需求； 

直流链电容器，分别与等效负载网络和直流变换器相连，辅助电力储能装置对等效负载网络进行在线能量交换操作；

等效负载网络的电压测量电路，与等效负载网络相连，实时测量等效负载网络的运行电压数据，并将获得的运行电压数据通过其后置的等效负载网络信号处理电路输入至控制器；

电力储能装置的电压或电流测量电路，与电力储能装置相连，实时测量电力储能装置的运行电压或电流数据，并将获得的运行电压或电流数据通过其后置的电力储能装置信号处理电路输入至控制器；

控制器，接收来自等效负载网络信号处理电路和电力储能装置信号处理电路的实时数据，并将实时数据与预设的上下限阈值比较后，相应输出直流变换器的运行状态切换命令；

功率开关驱动电路，与直流变换器的内部功率开关器件相连，并通过其前置的驱动信号处理电路接收来自控制器的直流变换器的运行状态切换命令，从而对直流变换器内部功率开关器件的开关状态进行在线调控，进而实现直流变换器运行状态的切换；

直流变换器，分别与直流链电容器和电力储能装置相连，通过调节其内部功率开关器件来的开关状态实现其运行状态的切换，进而实时调控电力储能装置的工作状态；电力储能装置通过直流变换器与直流链电容器和等效负载网络相连，实时补偿动态能量需求，使等效负载网络的运行电压数据维持在其上下限电压阈值内。

2.根据权利要求1所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述测试电源为直流电源，或可编程直流电源，或正向正弦半波电源。

3.根据权利要求2所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述直流电源为直流电压源，用于模拟直流电网的功率潮流状态；所述可编程直流电源包括直流电压源、直流-直流变换器、直流滤波电容、隔离型运算放大器和控制器，用于模拟非正弦类电力系统问题；所述正向正弦半波电源包括交流电压源、全桥整流器和直流电压源，用于模拟正弦类电力系统问题，其中直流电压源用于补偿全桥整流器中的功率二极管的导通压降。

4.根据权利要求3所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述直流-直流变换器为降压型直流-直流变换器、或升压型直流-直流变换器、或升降压型直流-直流变换器；所述非正弦类电力系统问题为电压尖峰、或电压闪烁、或电压谐波；所述正弦类电力系统问题为电压上升、或电压下降、或电压中断。

5.根据权利要求1-4任一所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述等效负载网络包括电阻连续可调的能量交换等效电阻和直流-交流变换器等效电阻；能量交换等效电阻通过提取实际直流-交流功率调节系统中的直流链电容器工作电压，并结合与电力系统问题等效的能量交换需求获得；直流-交流变换器等效电阻为实际直流-交流功率调节系统中的直流-交流变换器内部功率器件的等效电阻；等效负载网络的电压测量电路实时测量的是能量交换等效电阻的运行电压数据。

6.根据权利要求5所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述等效负载网络还包括电阻连续可调的直流-直流变换器等效电阻、和/或阻抗连续可调的电力传输线路等效阻抗；直流-直流变换器等效电阻为实际直流-交流功率调节系统中的直流-直流变换器内部功率器件的等效电阻；电力传输线路等效阻抗为实际直流-交流功率调节系统中的电力传输线路的等效阻抗。

7.根据权利要求1所述的用于电力储能装置动态能量交换性能测试的系统，其特征在于：所述直流变换器的运行状态为充电运行状态、或放电运行状态，或储能运行状态。