[发明专利]一种光伏发电系统模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统分析计算领域，具体涉及一种用于光伏接入电网暂态计算的光伏发电系统模型的建模方法。

背景技术

光伏发电具有间歇性、波动性、随机性的特点，大规模的光伏接入给电网安全稳定分析、调度控制、系统电压调节和安全保护配置等带来了新的挑战。研究并网光伏系统建模方法，建立精度和可信度满足光伏并网安全稳定运行分析的并网光伏模型，为光伏接入电网规划设计及其与电网交互影响关系的研究提供基础模型平台支持，具有十分重要的意义。

电力系统机电暂态仿真主要研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰动后的静态稳定性能，需要联立求解电力系统微分方程组和代数方程组，以获得物理量的时域解。电力系统常规设备已有较为完善的机电暂态仿真模型，而以电力电子设备为核心的光伏发电系统作为规模不断增加的新能源接入电网，其对应电力系统机电暂态仿真的模型尚未成熟。

目前，有的光伏发电系统模型建立了包含光伏电池、包含电力电子器件的逆变器详细模型，该方法适用于设备研发，而对于电力系统机电暂态分析则过于详细。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于光伏接入电网暂态计算的光伏发电系统模型的建模方法，该方法为针对光伏发电系统正序分量建模，可扩展为包含正序、负序分量的建模方法，且模型应用于光伏接入电网的暂态稳定分析计算，为光伏接入电网规划设计及其与电网交互影响关系的研究提供基础模型平台支持。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

提供一种光伏发电系统模型的建模方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：选取并计算光伏发电系统计算基值，且将电网潮流计算标幺值折算为光伏发电系统计算标幺值；

步骤2：进行光伏发电系统暂态初值计算；

步骤3：建立光伏方阵模型；

步骤4：建立并网光伏逆变器模型。

所述光伏发电系统模型包括光伏方阵模型和并网光伏逆变器模型。

所述步骤1中，光伏发电系统计算基值包括功率基值、电压基值和电流基值；所述功率基值包括交流侧功率基值和直流侧功率基值所述电压基值包括直流侧电压基值和交流侧电压基值所述电流基值包括交流侧电压基值和直流侧电流基值

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：选取光伏发电系统的额定容量S_n为功率基值，即选取光伏发电系统并网点线电压正序分量为交流侧电压基值则光伏发电系统的交流侧电流基值为IB~=Sn3VB~;]]>

步骤1-2：选取标准测试环境条件下光伏方阵最大功率点电压U_m为直流侧电压基值即其中，标准测试环境指太阳辐照度S_ref=1000W/m²，环境温度T_ref=25℃；则光伏发电系统的直流侧电流基值为其中，I_m为标准测试环境条件下光伏方阵最大功率点电流；

步骤1-3：定义交流侧电压基值和直流侧电压基值关系：有且IB‾=IB~;]]>

步骤1-4：将电网潮流计算标幺值折算为光伏发电系统计算标幺值，其中，所述电网潮流计算标幺值包括电网电压标幺值、电网电流标幺值和电网功率标幺值，所述光伏发电系统计算标幺值包括光伏发电系统电压标幺值、光伏发电系统电流标幺值和光伏发电系统功率标幺值。

所述步骤1-4包括以下步骤：