電池儲能系統(tǒng)（BatteryEnergyStorageSystem,BESS）因其響應速度快、功率和容量配置靈活以及適用范圍廣等優(yōu)點被廣泛應用于改善電網暫態(tài)響應過程[1-3]。要研究BESS并網對系統(tǒng)的影響，BESS的動態(tài)模型成為研究的基礎和關鍵[4]。若在系統(tǒng)暫態(tài)過程仿真中采用考慮電力電子裝置建模的詳細電磁暫態(tài)模型，不僅模型復雜，而且計算時間長，不適合實際工程應用場合。因此建立簡化的等值機電暫態(tài)模型是當前亟待解決的問題。

目前，針對BESS機電暫態(tài)仿真模型的相關研究較少。文獻[5,6]中提出了儲能系統(tǒng)潮流模型以及機電暫態(tài)模型，通過仿真分析證明了模型的正確性，但是模型中未設置死區(qū)，會導致儲能系統(tǒng)頻繁充放電，影響電池壽命。

文獻[7,8]中建立了電池儲能系統(tǒng)多尺度仿真模型，并對每個組成部分進行了詳細建模，但忽略了充放電功率限制環(huán)節(jié)，使得仿真結果存在偏差。文獻[9]提出了一種儲能系統(tǒng)通用暫態(tài)模型，并仿真分析了其適用性，但該模型在控制約束上未考慮死區(qū)環(huán)節(jié)，并且仿真分析中只驗證了光伏組件在過云情況下系統(tǒng)的暫態(tài)響應，而對系統(tǒng)發(fā)生故障情況沒有作出分析。

文獻[10]中建立了電池儲能系統(tǒng)全時段多尺度仿真模型，但在模型建立中未考慮BESS的初始容量，與實際工程應用存在差距。文獻[11]中建立了BESS機電暫態(tài)模型，并與風機進行了聯(lián)合仿真，但在機電暫態(tài)模型中考慮了SOC變化及電量計算環(huán)節(jié)，忽略了機電暫態(tài)過程的時間尺度。

已有研究多針對DIgSILENT等成熟仿真軟件，而對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析綜合程序（PowerSystemAnalysisSoftwarePackage,PSASP）的研究較少。PSASP7.0是我國自主研發(fā)、功能強大的電力系統(tǒng)仿真軟件，可以方便快速地完成潮流計算、暫穩(wěn)計算及短路計算等多種傳統(tǒng)運算，但隨著新型元件的不斷出現(xiàn)，PSASP7.0模型庫無法實時更新，尤其是儲能元件的缺失，阻礙了PSASP7.0在電力系統(tǒng)仿真分析中的應用。

本文在對BESS結構及換流器控制系統(tǒng)深入分析的基礎上，提出一種計及電池充放電功率限制及充放電次數(shù)限制的無時延BESS機電暫態(tài)模型，利用節(jié)點電流注入法對模型接口進行開發(fā)，結合理論分析，通過PSASP仿真平臺對模型進行仿真分析。

結論

本文在對BESS各部分工作原理分析的基礎上，在PSASP7.0UD中建立了BESS機電暫態(tài)模型，該模型能夠體現(xiàn)BESS充放電功率限制以及電池充放電次數(shù)的限制，通過經典PI控制原理對電網相應參量進行調節(jié)，利用PSASP7.0用戶一體化平臺并結合理論分析結果，對所搭建模型進行仿真驗證，研究結果表明：

1）該BESS機電暫態(tài)模型在響應系統(tǒng)擾動時的輸出特性與理論分析結果一致，具有較為準確的外特性變化趨勢，能夠用于分析BESS在系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定調節(jié)中的作用。

2）該仿真模型能夠很好地植入PSASP7.0仿真平臺，并可以無障礙調用。

本文所建模型為之后分析可再生能源及儲能大規(guī)模接入對電網穩(wěn)定性的影響提供了理論支撐。