[发明专利]一种光伏发电站虚拟同步控制方法及其控制系统

说明书

本发明涉及一种光伏发电站虚拟同步控制方法及其控制系统，包括下述步骤：(1)光伏发电站数据采集；(2)一次调频、惯性环节备用容量；(3)备用容量分配；(4)备用容量的释放。本发明提供的技术方案中光伏发电站无需配备额外的储能装置，节省成本，光伏发电站一次调频保持时间不受到储能设备的容量限制。当光伏发电站配备逆变器数量够多时，仅仅依靠启停热备用状态的光伏逆变器，无需控制有功功率输出值，即可满足要求，响应时间更快，精度高。

技术领域

本发明涉及光伏发电站虚拟同步控制技术，具体涉及一种光伏发电站虚拟同步控制方法及其控制系统。

背景技术

截至2015年底，全国光伏发电总装机容量达4318万千瓦，在西北多个省区，新能源发电渗透率已经超过30％，成为主力电源之一。由于传统光伏发电站不具备一次调频能力，惯性水平较低，随着大规模光伏接入电网比例的增加，将会导致电力系统惯性水平下降，影响系统安全稳定运行。为了保障电网在充分消纳新能源发电的情况下安全稳定运行，光伏发电站应能模拟传统同步发电机的运行特性。

目前国家电网公司在张北风光储基地开展总容量140MW的虚拟同步机示范工程(一期)建设，国家电网公司企业标准《单元式光伏虚拟同步发电机技术要求和试验方法》也完成编写即将报批。但无论是示范工程还是企业标准针对的对象均为单台光伏逆变器改造的虚拟同步发电机，没有针对电站整体模拟传统同步发电机特性的控制技术。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种光伏发电站虚拟同步控制方法及其控制系统，本发明提供光伏发电站模拟传统发电站的惯量、阻尼等特性并参与电网一次调频的控制技术。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明还提供一种光伏发电站虚拟同步控制方法，其改进之处在于，所述控制方法包括下述步骤：

(1)光伏发电站数据采集；

(2)确定一次调频和惯性环节备用容量；

(3)备用容量分配；

(4)备用容量的释放。

进一步地，所述步骤(1)中，采集光伏发电站配备的每个光伏逆变器当前最大功率点跟踪MPPT输出的最大功率，计算当前辐照度下光伏发电站当前最大输出功率；当前辐照度下光伏发电站当前最大输出功率＝所有光伏逆变器MPPT输出最大功率之和。

进一步地，所述步骤(2)中，根据光伏发电站当前最大输出功率，计算用于留有的备用容量保持热备用状态的光伏逆变器数量；一次调频和惯性环节备用容量用下述表达式表示：

备用容量＝光伏发电站最大输出功率×K(K是备用容量系数，取10％)；

热备用状态的光伏逆变器数量的计算方式如下：

若光伏电站安装的光伏逆变器容量相同，则：

热备用状态的光伏逆变器数量＝备用容量/每个光伏逆变器当前最大输出功率(结果四舍五入取整数)；

若光伏电站安装的逆变器容量不全相同，则：

热备用状态的光伏逆变器数量和类型根据光伏电站逆变器的配置情况分配，并满足下述公式：备用容量＝A₁型逆变器当前最大输出功率×A₁型逆变器热备用数量(n₁)+A₂型逆变器当前最大输出功率×A₂型逆变器热备用数量(n₂)+A₃型逆变器当前最大输出功率×A₃型逆变器热备用数量(n₃)……。