中國儲能網訊：隨著國家新型電力系統(tǒng)建設按下加速鍵，重力儲能、飛輪儲能和壓縮空氣儲能等物理儲能技術因其環(huán)保、綠色、高效的特點而備受關注。南網儲能公司儲能科研院（以下簡稱“儲能科研院”）技術團隊瞄準物理儲能核心技術，在仿真測試能力方面不斷探索，形成數(shù)值仿真、半實物仿真和動模仿真三個技術方向多維度自主化突破，為物理儲能系統(tǒng)的自主研發(fā)、成果轉化與迭代優(yōu)化提供強有力的技術支撐。
數(shù)值仿真：構建高精度虛擬場景
圖1 場路耦合主機設備級孿生仿真系統(tǒng)
物理儲能技術團隊自主構建高度精確的計算機模型，將變速抽水蓄能機組，重力儲能系統(tǒng)與飛輪儲能系統(tǒng)的各關鍵單元，應用有限元仿真、機電場路耦合仿真與Simulink仿真等方法，完成了各物理儲能系統(tǒng)的設備單體、系統(tǒng)整體與并網性能的多維度數(shù)值仿真，驗證了設備多物理場性能與涉網運行特性，為物理儲能系統(tǒng)機電本體與控制策略研發(fā)提供真實依據。
硬件在環(huán)仿真：實物與虛擬的完美結合
圖2 百兆瓦級可變速海水抽水蓄能與可再生能源聯(lián)合運行硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)
物理儲能技術團隊在數(shù)值仿真回路中，接入真實的控制、保護設備進行半實物實時仿真測試。建成了100MW級可變速海水抽水蓄能與可再生能源聯(lián)合運行系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真平臺，擬搭建400MW變速機組水力-機械-電氣-控制聯(lián)合運行在環(huán)仿真平臺。半實物平臺通過變速抽水蓄能機組的各種運行工況和暫態(tài)運行特性仿真，為控制器性能測試、協(xié)同調節(jié)和故障仿真測試等提供了有力支撐。
動模仿真：逼近真實的動態(tài)測試環(huán)境
圖3 動態(tài)模擬平臺電氣接線圖
物理儲能技術團隊基于設備保護整定、多機協(xié)同控制與并網運行調控需求，擬建立物理儲能動態(tài)模擬平臺，平臺能夠真實和動態(tài)地再現(xiàn)物理儲能系統(tǒng)的各種動態(tài)運行工況和擾動過程。平臺建有變速機組模擬樣機及其控制系統(tǒng)、模擬電源、模型負荷等多種設備單元，可實現(xiàn)多種類型發(fā)用儲設備的耦合集成運行，將對變速抽蓄、重力儲能、飛輪儲能等物理儲能設備的運行調控策略研究做出基礎性支撐。
隨著儲能市場的不斷擴大和需求的日益增長，儲能科研院憑借領先的技術優(yōu)勢和快速響應市場的能力，快速地將創(chuàng)新成果轉化為實際生產力。通過對系統(tǒng)外單位提供技術服務，儲能科研院仿真技術轉化本年度獲得近200萬的成果轉化收入，并已與外部集團公司達成數(shù)百萬元市場化項目意向，物理儲能仿真團隊人均成果轉化收入超百萬元，利潤率超80%，實現(xiàn)了技術創(chuàng)新與轉化拓展的雙發(fā)展。
隨著物理儲能技術的不斷發(fā)展和應用需求的不斷增長，仿真測試技術將在物理儲能項目的全生命周期過程中發(fā)揮更加重要的作用，同時為儲能設備研發(fā)提供基本支撐。儲能科研院將繼續(xù)加大在仿真測試技術方面的研發(fā)投入，推動物理儲能技術的持續(xù)創(chuàng)新和進步，為綠色能源的發(fā)展貢獻更多的智慧和力量。（馬一鳴 黃凡旗）
