电化学储能电站并网运行与控制技术规范 第9 部分：仿真计算模型与参数实测

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中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXXX—XXXX

电化学储能电站并网运行与控制技术规范

第9部分：仿真计算模型与参数实测

Technicalspecificationforgrid-connectionandcontrolsystemofelectrochemical

energystoragestation

Part9：Modelingandtesting

(征求意见稿)

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

DL/TXXXXX—XXXX

前  言

DL/TXXXX《电化学储能电站并网运行与控制技术规范》分为五个部分：

——第1部分：；

——第2部分：；

——第3部分：；

——第4部分：；

——第5部分：；

——第6部分：；

——第7部分：；

——第8部分：；

——第9部分：仿真计算模型与参数实测。

本部分为DL/TXXXX的第8部分。

本部分依据GB/T1.1—2009《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》给出的规则编写。

本部分由中国电力企业联合会提出。

本部分由全国电网运行与控制标准化技术委员会（SAC/TC446）归口。

本部分起草单位：中国电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、国家电网有

限公司国家电力调度控制中心、中国南方电网电力调度控制中心、国网江苏省电力有限公司、国网河南

省电力公司、国网华东分部、南瑞集团有限公司、深圳禾望电气股份有限公司。

本部分主要起草人：

本部分首次发布。

本部分在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条

一号，100761）。

II

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电化学储能电站并网运行与控制技术规范

第9部分：仿真计算模型与参数实测

1范围

本标准规定了电力系统稳定分析计算用电化学电站的模型、参数实测与建模方法。

本部分适用于通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能发电站。通过其他电压等

级与电网连接的电化学储能发电站可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本

适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T36558电力系统电化学储能系统通用技术条件

GB/T36549电化学储能电站运行指标及评价

GB/T36547电化学储能系统接入电网技术规定

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

稳态区间steady-staterange

电化学储能电站并网运行时，状态变量不发生瞬时突变，保持稳定运行状态的状态区

间。

3.2

扰动区间disturbance-staterange

电化学储能电站因扰动，导致机组电压、电流等电气量从一个稳态区间过渡到另一个

稳态区间的过程。

3.3

初始模型initialmodel

根据制造厂的资料推导出的模型。

3.4

实测模型measuredmodel

参照初始模型进行模型和参数实测后所得到的实际模型。

3.5

平均绝对偏差meanabsolutedeviation

在故障状态期间，模型参数的仿真结果与实测结果每点之差的绝对值的算术平均值。

4技术原则

1

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4.1基本要求

4.1.1电化学储能电站的仿真模型应以单机为基础，考虑场内不同单元的电压、功率分布

特性，聚合得到。

4.1.2同厂商、同容量且采用同型号变流器的电化学储能装置应至少完成一台次的建模测

试和参数验证工作。

4.1.3应对电化学储能电站具备的各种主要控制保护的设计功能进行建模和参数验证，包

括：低电压/高电压故障穿越、有功/无功功率控制等功能。

4.1.4应进行低电压/高电压故障穿越试验，作为评价模型参数对低电压/高电压故障仿真

正确性的依据。

4.1.5应对电化学储能电站具备的有功/无功功率控制功能等进行测试，作为评价模型参数

对扰动仿真正确性的依据。

4.1.6应在10-40%额定负荷和70%及以上额定负荷工况下进行以上测试。

4.1.7对于实际系统可能产生且现场难以进行的电网振荡、高/低频率试验，宜在数模混合

仿真平台上接入电化学储能装置控制器进行相关测试。

4.1.8在数模混合仿真平台上接入储能装置控制器进行试验之前，应以已有低电压穿越等

现场实测数据为根据，对比数模混合平台的相关试验结果，两者应基本一致。

4.1.9模型的仿真步长不宜大于10毫秒。

4.2建模验证和参数校验工作应在电化学储能电站通过低电压穿越特性测试后进行。

4.3模型的时间常数单位为秒。

4.4现场配合人员应熟悉设备内部原理，测试设备满足计量要求，实测波形应能满足后期

分析处理要求。

4.5数学模型的建立

4.5.1根据制造商提供的资料，按照电化学储能电站的实际功能块组成来构建初始模型。

4.5.2通过参数实测及辨识，对初始模型进行补充与修正，建立与实际特性一致的实测模

型。

4.5.3在指定的电网稳定计算程序中选择与实测模型结构一致的模型，经过仿真校核可以

得到计算模型。

4.5.4实测模型参数应分别经过电力系统专用计算程序（PSD－BPA、PSASP程序）校验，

仿真结果与实测结果的误差应满足本导则第12节的要求。

4.6当在电力系统专用计算程序中无法选择出满足要求的模型时，应要求计算程序提供商

增加新的模型，或利用程序的用户自定义功能建立新的模型。

4.7建模报告应提供电力系统稳定计算用电化学储能电站模型的选用结果及其模型参数，

并提供仿真曲线与实测曲线的对比结果，给出偏差指标，偏差标准应满足本导则第12节的

要求。

2

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5对制造商的要求

5.1应提供控制系统的数学模型参数和技术数据，控制系统应满足国标和行标的要求（GB/T

36237、GB/T3282、GB/T32892）。

5.2控制系统应具备能供第三方进行模型参数测试所需要的接口，能输入模拟量信号进行

测试，输出模拟量的刷新频率应大于20Hz。

5.3控制系统的设置值应以十进制表示，时间常数以秒表示，放大倍数以标幺值表示，并

说明标幺值的基准值确定方法。

6受测试方应提供的资料和数据

6.1受测试方应提供电化学储能电站的制造厂、型号、涉网保护定值、主控和变流器控制

策略，并且配合提供相应的测试接口。

6.2低电压穿越试验报告。

6.3电化学储能电站的电气参数。

6.4变流器控制的框图和参数。

7模型参数测量与辨识的基本方法

7.1频域测量法

7.1.1对于一阶环节，可以利用频率响应特性的测量结果直接计算参数。

7.1.2对于非一阶环节，由于其模型结构和部分参数一般已知，可以采用参数拟合技术或

采用模型的频率响应特性和实测的频率响应特性对比的方法来确定模型的参数。

7.1.3测量的频率范围应根据研究对象的特点来选择。

7.2时域测量法

7.2.1对于一阶环节，可以利用时域响应特性的测量结果直接计算参数。

7.2.2对于非一阶环节，可以采用时域参数辨识法，或者采用比对模型的仿真响应和实测

响应的方法来确定环节参数。

8试验项目及要求

试验项目应针对电化学储能电站的各种主要控制功能设计，试验内容一般应包括数模混

合仿真平台上的试验和现场试验两部分。

8.1数模混合仿真平台上的试验

试验主要目的是测试电化学储能电站在各种扰动以及系统振荡情况下的响应，根据电化

学储能电站的设计功能，试验项目包括但不限于：

a)低电压穿越模拟试验；

b)高电压穿越模拟试验；

3

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c)系统振荡模拟试验，振荡频率范围0.1Hz-40Hz；

d)系统高频率、低频率模拟试验；

e)系统有功、无功波动模拟试验。

8.2现场试验

根据试验调节，现场试验项目包括但不限于：

a)低电压穿越试验（必做）；

b)高电压穿越试验（选做）；

c)系统高频率、低频率试验（选做）；

d)系统有功、无功波动试验（选做）；

e)切除/投入无功补偿装置的扰动试验（选做）。

对于同一试验项目，如果数模混合仿真平台试验结果与现场试验结果存在明显差异的，

应查明原因，并且以现场试验结果为准。

9参数校验

采用电化学储能电站模型对试验实测结果进行仿真重现，并且对比仿真结果和实测结果

的误差，应满足本节的要求。

9.1校验工况

校验工况至少应包含以下工况：

a)10%-40%及以下额定负荷情况下两相电压不对称跌落至20%；

b)80%及以上额定负荷情况下两相电压不对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

c)10%-40%及以下额定负荷情况下三相电压对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

d)80%及以上额定负荷情况下三相电压对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

如果进行了其他试验项目，还应进行相关的对比，以更为全面的验证模型参数正确性。

9.2校验变量

校验运行变量应包含以下内容：

a)场站并网点电压；

b)场站并网点有功功率；

c)场站并网点无功功率；

9.3偏差计算

偏差计算采用平均绝对偏差的计算方法进行评估，计算方法如下：

设和分别为校验电气量的仿真数据和实测数据的标幺值。设和分别为计

XSXMKSKE

算区间的第一个数据和最后一个数据序号。

则在待评估的数据区间内，变量的平均绝对偏差计算公式如下：

KE

(XM(i)XS(i))

iK

FS（1）

KEKS1

4

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9.4仿真偏差容许值

在扰动期间，模型参数的仿真结果与实测结果的平均绝对偏差应小于10%。

10报告的主要内容

10.1概况

电化学储能电站基本情况、电化学电池参数、逆变器参数、试验时间和试验单位。

10.2建模参照标准和基本方法

10.3制造厂提供的模型和参数

10.4控制系统的设定

给出电化学储能电站控制系统的设定参数。

10.5试验内容及参数辨识

a)数模混合仿真平台上的试验结果（可选）；

b)现场试验结果（必选）；

c)参数辨识与选定；

10.6电力系统稳定计算用的电化学储能电站模型和参数

应给出PSASP、PSD-BPA等程序可用的电化学储能电站模型和参数结果。

10.7模型和参数的校核

校核应包含以下内容：

a)30%及以下额定负荷情况下两相电压不对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

b)80%及以上额定负荷情况下两相电压不对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

c)30%及以下额定负荷情况下三相电压对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

d)80%及以上额定负荷情况下三相电压对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

e)如果进行了其他试验项目，还应进行相关的对比，以更为全面的验证模型参数正确

性。

校验运行变量应包含以下内容：

a)正序电压（必选）

b)有功功率（必选）；

c)无功功率（必选）；

仿真结果与实测结果的偏差应满足12节相关内容的要求。

10.8结论及建议

a)提出模型参数；

b)控制系统中如有控制方式、控制参数切换的情况，说明其切换条件以及切换后的处

理方法；

c)存在的问题和处理建议。

5

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附录A

（资料性附录）

电化学储能电站接线清单

表A

序号信号名称信号类型量程说明采集方式

1网侧A相电压50Hz交流直接采集

2网侧B相电压50Hz交流直接采集

3网侧C相电压50Hz交流直接采集

4机侧A相电压0-20Hz交流CT

5机侧B相电压0-20Hz交流CT

6机侧C相电压0-20Hz交流CT

7网侧A相电流50Hz交流直接采集

8网侧B相电流50Hz交流直接采集

9网侧C相电流50Hz交流直接采集

10机侧A相电流0-20Hz交流CT

11机侧B相电流0-20Hz交流CT

12机侧C相电流0-20Hz交流CT

13直流母线电压直流直接采集

14Chopper电阻电压直流直接采集

19低穿标志位直流AO输出

6

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附录B

（资料性附录）

模型结构

B.1储能模型结构

储能系统模型总体结构如图B.1所示，模型主要包括储能模型、VSC并网换流器控制

系统模型。

图B.1储能系统模型结构图

储能系统具有相同的拓扑结构，理论上可以在直流侧通过一个VSC换流器与系统相连，

如图B.2所示。

图B.2储能系统拓扑结构图

B.2化学电池模型

电池自身的充放电特性具有高度的非线性，其电气参数具有很强的时变性，建立其完

整的充放电模型难度较大。此处旨在研究机电暂态模型，其时间尺度在分钟以内，在这么短

的时间内电池的几个反映其特性的指标基本保持不变，如电池荷电状态（StateofCharge，

SOC），开路电压等。因此，可以认为电池在机电暂态过程中的充放电特性和参数是线性和

非时变的。在此基础上建立了电池组在机电暂态仿真计算中的等效电路模型，如图B.3所示。

7

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图B.3化学电池等效电路

ER

图中，O为电池某个运行状态时的电池电势，与SOC有关，接近静置电压；b为电

池的欧姆电阻；RP，CP为电池的极化电阻、电容，用以描述整个极化特性。

B.3化学电池储能并网换流器模型

并网侧换流器实现储能系统的有功无功控制，

有功采用定直流电压控制时，控制框图如B.4所示：

图B.4化学电池储能并网换流器有功控制图

无功控制采用定电压控制时，控制框图如B.5所示：

图B.5化学电池储能并网换流器无功控制图

8

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目  次

前言.....................................................................................................................................................................II

1范围...................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件...............................................................................................................................................1

3术语与定义.......................................................................................................................................................1

4技术原则...........................................................................................................................................................1

5对制造商的要求...............................................................................................................................................3

6受测试方应提供的资料和数据.......................................................................................................................3

7模型参数测量与辨识的基本方法...................................................................................................................3

8试验项目及要求...............................................................................................................................................3

9参数校验...........................................................................................................................................................4

10报告的主要内容.............................................................................................................................................5

附录A（资料性附录）电化学储能电站接线清单..................................................................................6

附录B（资料性附录）模型结构...............................................................................................................7

I

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电化学储能电站并网运行与控制技术规范

第9部分：仿真计算模型与参数实测

1范围

本标准规定了电力系统稳定分析计算用电化学电站的模型、参数实测与建模方法。

本部分适用于通过10kV及以上电压等级接入电网的电化学储能发电站。通过其他电压等

级与电网连接的电化学储能发电站可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本

适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T36558电力系统电化学储能系统通用技术条件

GB/T36549电化学储能电站运行指标及评价

GB/T36547电化学储能系统接入电网技术规定

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

稳态区间steady-staterange

电化学储能电站并网运行时，状态变量不发生瞬时突变，保持稳定运行状态的状态区

间。

3.2

扰动区间disturbance-staterange

电化学储能电站因扰动，导致机组电压、电流等电气量从一个稳态区间过渡到另一个

稳态区间的过程。

3.3

初始模型initialmodel

根据制造厂的资料推导出的模型。

3.4

实测模型measuredmodel

参照初始模型进行模型和参数实测后所得到的实际模型。

3.5

平均绝对偏差meanabsolutedeviation

在故障状态期间，模型参数的仿真结果与实测结果每点之差的绝对值的算术平均值。

4技术原则

1

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4.1基本要求

4.1.1电化学储能电站的仿真模型应以单机为基础，考虑场内不同单元的电压、功率分布

特性，聚合得到。

4.1.2同厂商、同容量且采用同型号变流器的电化学储能装置应至少完成一台次的建模测

试和参数验证工作。

4.1.3应对电化学储能电站具备的各种主要控制保护的设计功能进行建模和参数验证，包

括：低电压/高电压故障穿越、有功/无功功率控制等功能。

4.1.4应进行低电压/高电压故障穿越试验，作为评价模型参数对低电压/高电压故障仿真

正确性的依据。

4.1.5应对电化学储能电站具备的有功/无功功率控制功能等进行测试，作为评价模型参数

对扰动仿真正确性的依据。

4.1.6应在10-40%额定负荷和70%及以上额定负荷工况下进行以上测试。

4.1.7对于实际系统可能产生且现场难以进行的电网振荡、高/低频率试验，宜在数模混合

仿真平台上接入电化学储能装置控制器进行相关测试。

4.1.8在数模混合仿真平台上接入储能装置控制器进行试验之前，应以已有低电压穿越等

现场实测数据为根据，对比数模混合平台的相关试验结果，两者应基本一致。

4.1.9模型的仿真步长不宜大于10毫秒。

4.2建模验证和参数校验工作应在电化学储能电站通过低电压穿越特性测试后进行。

4.3模型的时间常数单位为秒。

4.4现场配合人员应熟悉设备内部原理，测试设备满足计量要求，实测波形应能满足后期

分析处理要求。

4.5数学模型的建立

4.5.1根据制造商提供的资料，按照电化学储能电站的实际功能块组成来构建初始模型。

4.5.2通过参数实测及辨识，对初始模型进行补充与修正，建立与实际特性一致的实测模

型。

4.5.3在指定的电网稳定计算程序中选择与实测模型结构一致的模型，经过仿真校核可以

得到计算模型。

4.5.4实测模型参数应分别经过电力系统专用计算程序（PSD－BPA、PSASP程序）校验，

仿真结果与实测结果的误差应满足本导则第12节的要求。

4.6当在电力系统专用计算程序中无法选择出满足要求的模型时，应要求计算程序提供商

增加新的模型，或利用程序的用户自定义功能建立新的模型。

4.7建模报告应提供电力系统稳定计算用电化学储能电站模型的选用结果及其模型参数，

并提供仿真曲线与实测曲线的对比结果，给出偏差指标，偏差标准应满足本导则第12节的

要求。

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5对制造商的要求

5.1应提供控制系统的数学模型参数和技术数据，控制系统应满足国标和行标的要求（GB/T

36237、GB/T3282、GB/T32892）。

5.2控制系统应具备能供第三方进行模型参数测试所需要的接口，能输入模拟量信号进行

测试，输出模拟量的刷新频率应大于20Hz。

5.3控制系统的设置值应以十进制表示，时间常数以秒表示，放大倍数以标幺值表示，并

说明标幺值的基准值确定方法。

6受测试方应提供的资料和数据

6.1受测试方应提供电化学储能电站的制造厂、型号、涉网保护定值、主控和变流器控制

策略，并且配合提供相应的测试接口。

6.2低电压穿越试验报告。

6.3电化学储能电站的电气参数。

6.4变流器控制的框图和参数。

7模型参数测量与辨识的基本方法

7.1频域测量法

7.1.1对于一阶环节，可以利用频率响应特性的测量结果直接计算参数。

7.1.2对于非一阶环节，由于其模型结构和部分参数一般已知，可以采用参数拟合技术或

采用模型的频率响应特性和实测的频率响应特性对比的方法来确定模型的参数。

7.1.3测量的频率范围应根据研究对象的特点来选择。

7.2时域测量法

7.2.1对于一阶环节，可以利用时域响应特性的测量结果直接计算参数。

7.2.2对于非一阶环节，可以采用时域参数辨识法，或者采用比对模型的仿真响应和实测

响应的方法来确定环节参数。

8试验项目及要求

试验项目应针对电化学储能电站的各种主要控制功能设计，试验内容一般应包括数模混

合仿真平台上的试验和现场试验两部分。

8.1数模混合仿真平台上的试验

试验主要目的是测试电化学储能电站在各种扰动以及系统振荡情况下的响应，根据电化

学储能电站的设计功能，试验项目包括但不限于：

a)低电压穿越模拟试验；

b)高电压穿越模拟试验；

3

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c)系统振荡模拟试验，振荡频率范围0.1Hz-40Hz；

d)系统高频率、低频率模拟试验；

e)系统有功、无功波动模拟试验。

8.2现场试验

根据试验调节，现场试验项目包括但不限于：

a)低电压穿越试验（必做）；

b)高电压穿越试验（选做）；

c)系统高频率、低频率试验（选做）；

d)系统有功、无功波动试验（选做）；

e)切除/投入无功补偿装置的扰动试验（选做）。

对于同一试验项目，如果数模混合仿真平台试验结果与现场试验结果存在明显差异的，

应查明原因，并且以现场试验结果为准。

9参数校验

采用电化学储能电站模型对试验实测结果进行仿真重现，并且对比仿真结果和实测结果

的误差，应满足本节的要求。

9.1校验工况

校验工况至少应包含以下工况：

a)10%-40%及以下额定负荷情况下两相电压不对称跌落至20%；

b)80%及以上额定负荷情况下两相电压不对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

c)10%-40%及以下额定负荷情况下三相电压对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

d)80%及以上额定负荷情况下三相电压对称跌落至20%，跌落时间持续625ms；

如果进行了其他试验项目，还应进行相关的对比，以更为全面的验证模型参数正确性。

9.2校验变量

校验运行变量应包含以下内容：

a)场站并网点电压；

b)场站并网点有功功率；

c)场站并网点无功功率；

9.3偏差计算

偏差计算采用平均绝对偏差的计算方法进行评估，计算方法如下：

设和分别为校验电气量的仿真数据和实测数据的标幺值。设和分别为计

XSXMKSKE

算区间的第一个数据和最后一个数据序号。

则在待评估的数据区间内，变量的平均绝对偏差计算公式如下：

KE

(XM(i)XS(i))

iK

FS（1）

KEKS1

4

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9.4仿真偏差容许值

在扰动期间，模型参数的仿真结果与实测结果的平均绝对偏差应小于10%。

10报告的主要内容

10.1概况

电化学储能电站基本情况、电化学电池参数、逆变器参数、试验时间和试验单位。

10.2建模参照标准和基本方法

10.3制造厂提供的模型和参数

10.4控制系统的设定

给出电化学储能电站控制系统的设定参数。

10.5试验内容及参数辨识

a)数模混合仿真平台上的试验结果（可选）；

b)现场试验结果（必选）；

c)参数辨识与选定；

10.6电力系统稳定计算用的电化学储能