[發明專利]一種適用于安全穩定分析的大型光伏電站在線等值建模方法

有效

• 申請號: 201410054939.6
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103973203A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李兆偉;崔曉丹;李威;李碧君;方勇杰;孟昭軍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國電南瑞科技股份有限公司;南京南瑞集團公司;國網青海省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02S10/00
• 分類號: H02S10/00;G06F19/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種適用于安全穩定分析的大型光伏電站在線等值建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）獲取光伏電站詳細模型、元器件參數和以光伏電站注入電網有功功率和并網點電壓為特征的光伏電站接入電網的典型工況數據；

2）基于光伏電站詳細模型、以光伏電站注入電網有功功率和并網點電壓為特征的光伏電站接入電網的典型工況以及反映光伏電站動態響應特性的典型擾動，離線計算形成光伏逆變器的參數靈敏度矩陣和光伏電站并網點有功暫態響應曲線庫，將光伏電站并網點有功暫態響應曲線庫記為參考響應曲線集合；

3）在線實測光伏電站并網點的有功功率和電壓信息；

4）根據實測信息，匹配系統當前工況下光伏逆變器的參數靈敏度和參考響應曲線；

5）以逆變器為基本單元，計算所有光伏機組兩兩之間的相似度指標；

6）設置相似度指標的評價閾值θ對光伏機組按逆變器進行分群，依據計算機CPU核數進行多個分群方案的并行計算：設計算機CPU核數為T，則設置T個評價閾值θ₁,θ₂,θ₃，...，θ_T，形成T種分群方案；

7）在T種分群方案下對光伏電站分別進行聚類等值建模，形成T種等值方案；

8）分別用步驟7）中形成的T種等值模型替換光伏電站詳細模型，并施加典型擾動進行暫態穩定仿真，得到T種等值方案下光伏電站并網點有功暫態響應曲線；

9）將得到的T種等值方案下光伏電站并網點有功暫態響應曲線與系統當前工況下的參考響應曲線進行對比，若存在滿足誤差要求的暫態響應曲線，進入步驟10），否則減小相似度指標閾值，形成新的相似度指標閾值序列，返回步驟6）；

10）取等值光伏機組數最少的方案作為在線計算的等值方案。

2.根據權利要求1所述的適用于安全穩定分析的大型光伏電站在線等值建模方法，其特征在于，所述步驟2）中光伏逆變器參數靈敏度矩陣和光伏電站并網點有功暫態響應曲線庫，通過以下方法計算：

2-a)將光伏電站并網點的有功注入按單臺逆變器平均容量劃分為M種情形，將母線電壓按考察電壓精度在0.9～1.1pu區間內均分為N種情形，其中M為大于等于P_cpmax/P_avr值的最小整數，P_cpmax為光伏電站總容量，P_avr為單臺逆變器的平均容量；

2-b)根據光伏電站并網點的有功注入及母線電壓兩個電氣量信息，離線形成M×N個典型工況；

2-c)對所有光伏逆變器進行編號，根據生產廠家提供元器件銘牌參數或現場實測信息，將光伏逆變器的參數寫成向量形式V_j＝[K_1j,K_2j，...，K_pj，...，K_qj，L_j]，其中K_1j，K_2j，…，K_pj，…，K_qj為第j個光伏逆變器的控制參數，p∈1～q，q為逆變器控制參數的總個數，j∈1～H，H為光伏電站中逆變器總數，L_j第j個光伏逆變器的濾波電感系數；

2-d)將光伏電站并網點三相短路故障設置為典型擾動；

2-e)通過攝動法由式(1)計算典型擾動下M×N個典型工況的各逆變器的參數靈敏度向量S_j＝[S_1j,S_2j,,S_pj，...，S_qj，S_Lj]，則M×N個典型工況中第k個典型工況下逆變器的參數靈敏度構成逆變器的參數靈敏度矩陣S_en(k)如式(2)所示：

S1j=ΔP1jΔK1j;S2j=ΔP2jΔK2j;...;Spj=ΔPpjΔKpj;...;Sqj=ΔPqjΔKqj;SLj=ΔPLjΔKLj---(1)]]>

Sen(k)=S11(k)S21(k)...Sp1(k)...Sq1(k)SL1(k).....................S1j(k)S2j(k)...Spj(k)...Sqj(k)SLj(k).....................S1H(k)S2H(k)...SpH(k)...SqH(k)SLH(k)---(2)]]>

以上，ΔK_1j、ΔK_2j、…、ΔK_pj、…、ΔK_qj、ΔL_j分別為各逆變器參數的攝動量，按各逆變器參數值的10%考慮，ΔP_1j、ΔP_2j、…、ΔP_pj、…、ΔP_qj、ΔP_Lj為各逆變器參數攝動后光伏電站并網點有功功率變化量；k∈1～M×N，矩陣的一行代表某一個逆變器的參數靈敏度向量，所有M×N個典型工況下逆變器的參數靈敏度矩陣S_en(k)的集合記為SEN；

2-f)對M×N個典型工況分別施加典型擾動進行仿真，獲得所有典型工況下光伏電站并網點有功暫態響應曲線，記為參考響應曲線集合CUR：

CUR＝{CUR₁,CUR₂,…CUR_i，…CUR_M×N}(3)。