[发明专利]大型光伏电站的在线分群等值建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电站技术领域，特别涉及一种大型光伏电站的在线分群等值建模方法。

背景技术

近年来，我国并网太阳能发电呈跨越式发展，光伏发电接入电力系统的规模不断增加。作为大规模集中利用太阳能的有效方式，大型并网光伏电站在我国发展迅猛。但是光伏电站的大规模接入电网，势必会对电网的安全稳定运行产生影响，而建立准确的大型光伏电站的动态等值模型成为定量评估大型光伏电站集中接入对电网影响的分析基础。然而，另一方面，为了防止电网故障时光伏电站的脱网造成故障的进一步恶化，以及希望光伏电站能够对故障进行一定程度的支援，低电压穿越(lowvoltageride-through,LVRT)能力被作为光伏电站的必备并网指标之一进行考核。

现阶段，对于光伏电站的整体建模，国内外学者已经做了一部分工作，但与光伏电站的实际运行特性相比，还远远不够。相关技术中提出了三种建模方法，第一种，单台光伏机组或小容量光伏电站的建模方法，然而在组成结构、运行特性，以及与电网的交互影响方面，大容量光伏电站与小容量光伏电站存在较大差异，因此不能简单将其建模方法推广至大型光伏电站；第二种，光伏电站的等效建模方法，针对所有并网逆变器采用同一控制模型和参数，然而这不适用于大型光伏电站中的逆变器来自不同厂家的情况；第三种，逆变器控制方式相同但控制参数不同时的光伏电站的分群建模方法，但是该方法并未考虑低电压穿越时光伏电站应提供一定的无功支撑所引起的模型变化，不能反映实际运行中的大型光伏电站的特性。然而，对于含低电压穿越的大型光伏电站的在线建模，国内外目前尚无提出相关方法，可能会影响光伏电站并网分析的准确性，以及电力系统的安全稳定运行。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种大型光伏电站的在线分群等值建模方法，能够实现含低电压穿越的大型光伏电站的在线分群等值模型的建立，提高光伏电站并网影响分析的准确性，从而有效保证电力系统的安全稳定运行。

为了实现上述目的，本发明一方面实施例的大型光伏电站的在线分群等值建模方法，所述大型光伏电站包括n个光伏发电单元、n个升压变压器和公共连接点PCC，并提供有功无功控制、低电压穿越控制和输出电流计算环节，根据所述输出电流计算环节实现所述n个光伏发电单元与电网的并网接口，其中，n为正整数，所述方法包括以下步骤：S1通过离线测试和辨识算法获得所述n个光伏发电单元的模型参数，并根据光伏电站的实际情况选择典型出力水平和典型故障，计算所述n个光伏发电单元在所述典型出力水平及各种所述典型故障类型及大小下控制参数的灵敏度，以及建立灵敏度离线数据库；S2在线实测所述n个光伏发电单元的功率信息，并根据实测的功率信息与所述灵敏度离线数据库在线匹配获得在线灵敏度矩阵；S3以所述灵敏度加权的特征距离为分群指标，根据预设置的分群指标阈值，利用聚类算法获得所述n个光伏发电单元有功无功控制环节的分群结果；S4根据所述分群结果，计算各群等值参数，并建立所述有功无功控制环节的分群等值模型；S5将所述n个光伏发电单元的低电压穿越控制环节等值为一个等值模型，与所述有功无功控制环节的分群等值模型共同构成光伏电站的分群等值模型；以及，S6根据扰动数据进行模型校核，如果误差不满足预设容许要求，则调整所述分群指标阈值，并重复步骤S3-S6，直至所述光伏电站的分群等值模型满足误差要求。

根据本发明实施例的大型光伏电站的在线分群等值建模方法，建立控制参数灵敏度离线数据库，并在线实测n个光伏发电单元的功率信息，然后根据实测的功率信息与灵敏度离线数据库在线匹配获得在线灵敏度矩阵，而后以灵敏度加权的特征距离为分群指标，根据预设置的分群指标阈值，利用聚类算法获得n个光伏发电单元有功无功控制环节的分群结果，并根据分群结果，计算各群等值参数，以及建立有功无功控制环节分群等值模型，同时将n个光伏发电单元的低电压穿越控制环节等值为一个等值模型，与上述有功无功控制环节分群等值模型共同构成光伏电站的分群等值模型，最后根据扰动数据进行模型校核获得大型光伏电站的在线分群等值模型。该方法能够实现含低电压穿越的大型光伏电站的在线分群等值模型的建立，提高光伏电站并网影响分析的准确性，从而有效保证电力系统的安全稳定运行。

另外，根据本发明上述大型光伏电站的在线分群等值建模方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，通过以下公式计算所述特征距离：