[发明专利]一种新能源并网系统的稳态控制量计算方法

说明书

本发明公开了一种新能源并网系统的稳态控制量计算方法，其特征在于：包括，将新能源并网系统视为PQ节点并对其进行潮流计算；根据潮流计算结果并利用计算模块计算稳态控制量；将稳态控制量作为仿真输出的初始值，启动并网；本发明适用于所有基于电压源变流器的新能源并网系统，大幅度减小了系统到达稳态的时间，在保证系统稳定和仿真精度的前提下提高仿真效率。

技术领域

本发明涉及电磁暂态仿真的技术领域，尤其涉及一种新能源并网系统的稳态控制量计算方法。

背景技术

随着经济社会的高速发展，人们对电力的需求也不断增长，开发和利用以清洁能源为主的新能源成为了当今电力行业发展的趋势。大规模新能源的开发使电网能源结构发生了变化，新能源发电对电网稳定性和安全性的影响受到越来越多的关注，成为研究的热点。借助电磁暂态仿真工具构建新能源发电和新能源并网的系统模型，仿真实现新能源发电系统的启动和控制等，是一种高效且经济的研究手段。典型的新能源并网系统模型由新能源发电模块、电力电子变换器、控制系统和滤波器等组成，新能源发电模块如风、光、储将环境中的新能源转换成电能以直流电的方式输出，再由控制系统和电力电子变换器如电压源变流器逆变为三相交流电，通过滤波器后汇集到电网。

为了提高新能源发电系统并网的仿真效率，减少系统从零状态启动到达稳态的时间，已经有一些技术方案被应用，但是仍有缺陷：给控制参数设定一个经验值作为初始默认值，或是给PI控制器的输出设定限幅，这些方法的实际效果有限，且需要耗费大量的时间进行参数调试，如果输入了不合理的参数还有可能导致系统的不稳定和结果不收敛。

在新能源发电系统并网前先接入等效理想电压源，待系统稳定后再切换线路使新能源发电系统并网，这种方法虽然可以在并网前先给系统中的电容或电感充放电，在一定程度上减少系统并网后到达稳态的时间，但是仍无法避免在线路切换时产生暂态过程，使系统发生不必要的波动，产生不稳定的风险。

通过潮流计算先求得系统稳态时的并网点电压与偏移相角，再计算控制系统中的PI控制器初始值，让系统从PI控制器的稳态值启动从而减少系统到达稳态的时间，这种方法只考虑了系统中电力电子变换器的控制器稳态启动，而没有考虑新能源发电模块的稳态参数，对于新能源发电模块的控制例如最大功率点追踪、升压变换等，依旧是从零状态启动，并且没有考虑系统中的充放电元件到达稳态的启动过程和时间。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种新能源并网系统的稳态控制量计算方法，能够解决在电磁暂态仿真中系统从零状态启动到达稳态的时间很长、仿真效率差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，将新能源并网系统视为PQ节点并对其进行潮流计算；根据潮流计算结果并利用计算模块计算稳态控制量；将所述稳态控制量作为电磁暂态仿真输出的初始值，启动并网。

作为本发明所述的新能源并网系统的稳态控制量计算方法的一种优选方案，其中：包括，根据设定的注入电网的有功功率P和无功功率Q，通过潮流计算获得新能源并网系统在并网点的电压

作为本发明所述的新能源并网系统的稳态控制量计算方法的一种优选方案，其中：所述稳态控制量包括充放电元件的稳态值、电压源变流器控制系统中PI控制器输出的稳态值、新能源发电模块的稳态参数及其变换电路的控制器输出的稳态值。

作为本发明所述的新能源并网系统的稳态控制量计算方法的一种优选方案，其中：所述充放电元件的稳态值包括滤波电感的电流稳态值i_{L_int}和直流支撑电容两端的电压V_{C_int}；将所述电压作为参考向量，即则注入电网的电流的表达式为：