[发明专利]光伏发电系统的实时仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种光伏发电系统的实时仿真方法。

背景技术

随着经济的持续发展和环境污染的不断加剧，可再生能源的开发和利用已经成为 大势所趋。依据国家的能源战略方针，发展太阳能光伏发电技术有效地解决能源短缺及降 低碳排放的问题。随着光伏发电渗透率的不断增加，光伏发电系统对传统电网的重要性不 断增强，影响电力系统全局安全稳定、经济调度以及调峰调频等多个方面。计算机仿真方法 是研究光伏发电系统特性的有力途径，对于大规模光伏接入对电力系统运行的影响研究具 有重要意义。

基于实时仿真的硬件在环仿真技术(Hardware-in-the-Loop,HiL)是目前计算机 仿真方法研究电力系统特性、新能源发电并网的关键技术，目前正在得到越来越多的关注。 采用该方法进行计算机仿真，兼具准确性与灵活性，与此同时仿真实验的成本大大降低。此 外，通过丰富的计算机与硬件接口，可以很方便地在后续进行仿真系统或硬件的扩展。

然而，在光伏发电系统实时仿真方面的研究还相对较少，现有的研究主要集中在 光伏逆变器的实时仿真与实时控制。在光伏发电系统的实时仿真方面，目前方法主要基于 RT-LAB平台、RTDS平台，尚未在dSPACE平台上完成整体光伏并网系统的搭建与运行，并研究 环境变量对并网特性的影响。

发明内容

本发明提供了一种光伏发电系统的实时仿真方法，以解决现有技术中的一项或多 项缺失。

本发明提供了一种光伏发电系统的实时仿真方法，包括：获取光伏发电系统的当 前系统变量，将所述当前系统变量输入一DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处 理)控制器模型，生成一PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)脉冲信号；根据所述 PWM脉冲信号及所述当前系统变量，基于dSPACE实时仿真器仿真模拟包括光伏电池阵列、逆 变器及三相交流电网的所述光伏发电系统，得到当前仿真结果；利用所述当前仿真结果中 实时系统变量更新所述当前系统变量，以实时仿真模拟所述光伏发电系统。

一个实施例中，根据所述PWM脉冲信号及所述当前系统变量，基于dSPACE实时仿真 器仿真模拟包括光伏电池阵列、逆变器及三相交流电网的所述光伏发电系统，包括：将所述 当前系统变量输入至所述dSPACE实时仿真器的光伏电池阵列模型中，输出一直流侧电压信 号；将所述直流侧电压信号和所述PWM脉冲信号输入至所述dSPACE实时仿真器的逆变器模 型中，输出一逆变器三相交流信号；将所述逆变器三相交流信号中的电流信号输入至所述 dSPACE实时仿真器的三相交流电网模型中，输出电网三相交流电压。

一个实施例中，所述光伏发电系统还包括升压变压器，所述方法还包括：将所述逆 变器三相交流信号中的电压信号输入至所述dSPACE实时仿真器的升压变压器模型中，输出 一升压后的所述电压信号，用于输入至所述三相交流电网模型。

一个实施例中，所述光伏电池阵列模型为一简化工程模型。

一个实施例中，所述逆变器模型为一理想开关模型。

一个实施例中，将所述当前系统变量输入一DSP控制器模型，生成一PWM脉冲信号， 包括：根据一设定并网点参考电流q轴分量和当前并网点电流q轴分量，通过PI调节器计算 得到内环无功电压；根据所述内环无功电压、当前前馈补偿值d轴分量及当前并网点电压q 轴分量，计算得到dq坐标系下逆变器三相交流电压参考值的q轴分量；根据一设定直流侧参 考电压和当前直流侧电压，通过PI调节器计算得到内环有功电流参考值；根据所述内环有 功电流参考值和当前并网点电流d轴分量，通过PI调节器，计算得到内环有功电压参考值； 根据所述内环有功电压参考值、当前并网点电压d轴分量及当前前馈补偿值q轴分量，计算 得到dq坐标系下逆变器三相交流电压参考值的d轴分量；将所述dq坐标系下逆变器三相交 流电压参考值的q轴分量和所述dq坐标系下逆变器三相交流电压参考值的d轴分量转换到 三相交流坐标系，以生成所述PWM脉冲信号。