隨著我國2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”行動綱領的引領,風光裝機量、 發電量占比日趨提高,在能源結構中的占比不斷提升,但是光伏、風電等新能源具有波動性、間歇性和隨機性等特性,同時經濟高質量發展背景下,第三產業和城鄉居民生活用電占比逐漸提升,帶動用電負荷曲線的峰谷差率擴大,發電側和用戶側的不穩定均會影響電網運行的穩定性造成較大影響;為保障能源結構的順利轉型,需要儲能這類靈活性資源進行調節。儲能作為優質的靈活性資源,在電源側、電網側、用戶側均可以發揮調峰、調頻、備用的作用,未來將逐漸成為保障新型電力系統發展的剛需。
多地制定“十四五”儲能發展目標,多管齊下推動儲能發展,2025年儲能建設規模可達67GW。我國已有近30個省份規定了保障性規模內的強制配儲要求,對集中式光伏、分布式光伏以及風電的配套建設儲能都提出了明確要求。級聯型儲能系統采用三相星形連接的級聯H橋拓撲結構,可直接輸出0.4~35kV 三相交流電壓,無變壓器接入交流電網,單系統輸出功率可達10MW 以上。
如何驗證新型光伏、儲能技術路線的并網特性、電站級安全性及其與電網友好互動功能,尤其是采用級聯H橋多電平作為光儲電站并網變換器,其接口數量多且模型結構復雜,傳統硬件在環測試軟硬件已經很難滿足實際測試應用的需求。
上海科梁信息科技股份有限公司針對級聯式光伏、儲能行業快速發展中存在的測試需求,提出了針對級聯式光伏、儲能電站系統仿真測試解決方案及測試系統,支撐光儲行業變流器、電站級系統的設計驗證、研發過程驗證、出廠測試驗證以及并網認證等。
KL2800光儲電站模擬器硬件指標如下:
■ 216路低速LC光信號接口,最高通訊速率50Mbps;
■ 8路高速LC光纖接口,最高通訊速率5Gbps;
■ 具有2路以太網接口;
■ 1路USB接口;
■ 2路RS232接口;
■ 2路CAN接口;
■ 具有同步接口可實現兩臺并聯運行;
■ 19寸7U可上架標準機箱,尺寸:高7U*深360mm*寬482.6mm。
KL2800光儲電站模擬器模型/軟件指標如下:
■ 具有模型參數設置功能;
■ 具有數據記錄功能;
■ 采用FPGA方式實現對級聯光伏/儲能電站模擬;
■ 可實現3相每相1-72級光伏/儲能電站模型的解算;
■ 具有低速/高速光纖通訊接口,與光伏/儲能變流器控制器實現硬件在環測試;
■ 支持兩臺并聯,實現對144級光伏/儲能變流控制器的測試。

《GB/T 38755-2019電力系統安全穩定導則》
《GB/T 19964-2012 光伏發電站接入電力系統技術規定》
《GB/T 32826-2016 光伏發電系統建模導則》
《GB/T 32892-2016 光伏發電系統模型及參數測試規程》
《Q/GDW 10993-2017 光伏發電站建模及參數測試規程》
《GB/T 37409-2019 光伏發電并網逆變器檢測技術規范》
《GB/T 37408-2019 光伏發電并網逆變器技術要求》
《GB/T 34120-2017電化學儲能系統儲能變流器技術規范》
《GB/T 36547-2018 電化學儲能系統接入電網技術規定》
《GB/T 36548-2018 電化學儲能系統接入電網測試規范》
系統包括上位機、KL2800光儲電站模擬器以及用戶被測控制器等三部分組成,單個KL2800光儲電站模擬器具有216個低速光纖接口以及8個高速光纖接口,能夠實現對最多72級(10kV、35kV)變流器控制器的測試。KL2800光儲電站模擬器可兩臺并行工作,實現對最多144級(66kV)變流器控制器的測試。
系統架構如下圖。
1.KL2800光儲電站模擬器的測試架構

2. KL2800光儲電站模擬器并聯運行測試架構

KL2800光儲電站模擬器可實現低速光纖到高速光纖信號的轉換功能,系統結合實時仿真機實現對光儲電站變流器的測試。
系統包括上位機、實時仿真機、KL2800光儲電站模擬器以及被測控制器(用戶提供)等四部分組成,光儲變流器及電池/光伏板的模型運行在實時仿真機中,單臺KL2800可實現光儲電站模擬器實現對最高216路(最多72級,10kV、35kV)光儲變流控制器低速光纖對高速光纖的轉換。
系統架構如下:
