隨著可再生能源普及和電網(wǎng)穩(wěn)定性需求提升，儲能并網(wǎng)系統(tǒng)通過存儲與釋放電能，緩解發(fā)電波動、優(yōu)化電能質(zhì)量，保障電網(wǎng)可靠運行。

儲能并網(wǎng)根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)可分為單級式和雙級式拓撲。雙級式儲能并網(wǎng)與單級式相比，結(jié)構(gòu)較為復雜，但控制方法較簡單。本篇中我們基于EasyGo實時仿真器EGBox Mini，對雙級式儲能并網(wǎng)系統(tǒng)進行仿真實驗。

通過與離線實驗結(jié)果進行對比，可以看到EasyGo實時仿真平臺顯示波形與離線一致，且在調(diào)節(jié)參數(shù)設定值后，波形能夠?qū)崟r跟隨變化，并保持穩(wěn)定。

實驗說明，EasyGo實時仿真設備具備良好的仿真效果，在實際科研/教學中可以替代真實設備進行雙級式儲能并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模擬，進一步驗證了 Easygo 仿真平臺的準確性與可靠性，可為企業(yè)/實驗室提供高效、安全的測試平臺。

一、雙極式儲能并網(wǎng)系統(tǒng)

雙級式儲能并網(wǎng)系統(tǒng)是一種通過兩級能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)實現(xiàn)儲能裝置與電網(wǎng)連接的系統(tǒng)，常用于可再生能源并網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰、離網(wǎng)型供電等場景。

其主電路結(jié)構(gòu)前級為DC/DC直流變換器，采用半橋式雙向升降壓DC/DC電路，將電池電壓升壓至某一直流電壓，后級為DC/AC逆變整流器，采用三相全橋電路將直流電壓逆變?yōu)槿嘟涣麟妷骸?/span>

雙級式儲能并網(wǎng)大體可以分為兩種控制方式：

1、前級 DC/DC 采用功率外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制，儲能發(fā)出或吸收的功率通過前級控制完成。后級變流器采用直流電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制方式；電壓外環(huán)控制器通過穩(wěn)定直流母線電壓，電流內(nèi)環(huán)控制器實現(xiàn)交流側(cè)有功和無功調(diào)節(jié)。

2、前級 DC/DC 采用直流母線電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制（或單閉環(huán)直流母線電壓控制），后級變流器采用功率外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制方式。儲能發(fā)出或吸收的功率均由后級控制完成。

二、離線仿真

本次實驗模型為應用較為普遍的儲能控直流電壓的方式。前級DC/DC控制采用雙閉環(huán)控制，后級采用直接PQ控制。搭建雙級式儲能并網(wǎng)模型如下圖所示：

前級DC/DC（boost電路）的主要作用是實現(xiàn)直流側(cè)電壓穩(wěn)定，后級DC/AC實現(xiàn)儲能恒功率充放電功率控制。整體儲能額定功率50KW，通過并網(wǎng)換流器接到380V電網(wǎng)，儲能DC/DC直流高壓側(cè)電壓給定參考值為800V。

運行模型，在0.2s時啟動純儲能控制使能，在0.3s時啟動VSC控制使能。直流側(cè)電壓設定值為800V，有功初始設定值為0.8，在0.5s時變換為-0.8，無功初始設定值為0.4，在1.5s后變換為-0.4，得到仿真結(jié)果如下所示：

從波形可以看出：在0.2s，VSC控制啟動后，Vdc在短時間被控制到設定值800V，有功功率和無功功率都穩(wěn)定在設定值。在0.5s和1.5s設定值變化后，系統(tǒng)也能快速跟隨變化。

三、EasyGo 實時仿真

EGBox Mini產(chǎn)品系列是基于CPU+FPGA硬件架構(gòu)設計的一體式緊湊型實時仿真產(chǎn)品，屬于EGBox 系列實時仿真器的入門級產(chǎn)品。其不同型號可完成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)（HIL）或者快速控制原型系統(tǒng)（RCP）。將控制模型和拓撲模型分別通過仿真上位機部署進兩個實時仿真器（EGBox Mini），整體架構(gòu)如下圖所示：

當直流電壓（Vdc_ref）設定值為 800V，有功功率（P_ref）設定為 0.8，無功功率（Q_ref）設定為 0.4 時，實時波形如下圖所示：

當直流電壓（Vdc_ref）設定值為 750V，有功功率（P_ref）設定為 0.8，無功功率（Q_ref）設定為 0.4 時，實時波形如下圖所示：

可以觀察到：在直流側(cè)電壓設定值為800V，有功初始設定值為0.8，無功初始設定值為0.4時，仿真波形與離線一致。調(diào)節(jié)直流側(cè)電壓設定值后，系統(tǒng)也能快速跟隨變化，并保持穩(wěn)定。

EasyGo實時仿真平臺基于Matlab/Simulink的實現(xiàn)方式具有上手快、通用性強的特點，在完成端口配置的基礎上可以實現(xiàn)免培訓操作，這里就不過多贅述。

雙級式儲能三相并網(wǎng)實時仿真就分享到這里了，歡迎感興趣的工程師們留言溝通。