[发明专利]一种光伏电站的综合仿真平台建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种光伏电站的综合仿真平台建立方法。

背景技术

随着人类的发展，能源问题成为影响人类生存质量的重要问题。解决能源问题的一个主要方法是大力发展清洁能源、优化能源结构。相比于火力、水利发电，以风能和太阳能发电为代表的新能源有着独特的优势，比如清洁无污染、可再生、受地域影响小等等。在此背景下，国家开始重视并大力扶持光伏产业，光伏产业得到很快的发展。预计“十三五”期间，将大幅提高可再生能源比重，到2020年，风电和光伏发电装机分别达2亿和1亿千瓦以上。前者是“十二五”目标的一倍，后者是“十二五”目标的五倍。在未来几十年里光伏发电有着广阔的前景。

随着光伏产业的迅猛发展，光伏电站越建越多，电站建设和运行工程中也暴露出很多问题，虽然现在对此的研究越来越多，但很多问题因为受影响因素较多还很难进行分析。此外在解决这些问题的时候，很多措施往往在实施前都不能保证可行性，只能通过实际实验来验证，成本高周期长，相对盲目。

现有模型大都从电站的单一部分来仿真，比如将整个电站的电池模型进行等效成一个巨型电池来对电站的出力等进行研究，这样做忽略了局部环境差异以及电池板差异等等很多重要的因素。这样处理得到的结果往往和实际值相差甚大，失去了仿真的意义。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种光伏电站的综合仿真平台建立方法，考虑复杂环境和电池板等对光伏发电的影响，并对光伏电站中常用的电力器件进行建模，从模块个体行为出发对电站建模，对整个发电的过程进行准确仿真。

为实现上述目的，本发明提供了一种光伏电站的综合仿真平台建立方法，对整个发电的过程进行准确仿真，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，建立光伏组群等效模型；

步骤S2，对电站的其他部分进行建模，配置参数化的电力电容器，变压器 以及逆变器及其控制器；

步骤S3，建立电网侧模型，建立负载和典型发电厂的等效模型，将所述电网侧模型和所述等效模型通过电网与光伏电站连接，完成光伏并网模型；

步骤S4，建立可视化的仿真界面，提供全面的仿真接口，对各个器件的主要参数进行显示，提供可视化界面。

较佳地，所述步骤S1中光伏电池组群的建立步骤如下：

在MATLAB中对每块电池板进行建模，得到单电池模型；

考虑每块电池板的伏安发电特性受环境和自身参数的影响，建立不同环境模型下的电池组的串并联模型；

分析电池组群在复杂环境下的整体伏安发电特性，并据此建立光伏组群等效模型。

较佳地，所述电池组的串并联模型建立步骤如下：

根据光伏电池的发电伏安特性，得到每个电池的IV曲线；

采用线性插值的方式将电池的IV曲线转换为VI曲线，得到每个电池板的每个电流对应的电压大小；

将电池板串联起来，将电压相叠加得到电池串的电压电流曲线；

建立电池串并联的模型，将所有电池串的电流相加得到整个电池组的发电特性，并对曲线数据进行保存。

较佳地，所述电池组的串并联模型建立过程中，计算每个电池的所述发电伏安特性前先检查该种环境变量和电池板的组合是否出现过，若是，则直接引用前面的计算结果；若否，则进行计算。

较佳地，所述电池组的串并联模型建立过程中，计算电池串的所述电压电流特性曲线时，如果电池串的电池和环境组合在前面的电池串中出现过，则可以直接引用结果。

较佳地，所述电池串并联的模型实际运行时，每块电池板实际的工作点计算步骤如下：

通过MPPT得到电池组的工作点；

根据所述电池组的工作点和各个部分的特性曲线计算各块电池板的工作点。

较佳地，所述环境模型建立采用二维插值的方法，步骤如下：

为每个电池板设定坐标；

为指定的所述坐标位置设置环境参数；

根据给定点的所述环境参数对未知的每个电池板位置所述环境参数进行插值计算，得到每个电池板的环境参数。；

较佳地，通过Simulink工具对所述电站的其他部分进行建模。

较佳地，所述仿真接口为检测和评估接口，所述检测接口检测各部分电力参数和工作状态。

较佳地，所述评估接口对所述仿真平台得到的接入点电压数据进行计算，包括实时电压电流幅值测量、无功和有功功率测量、电压实时频率计算、电压谐波测量和电压闪变分析。