[發(fā)明專利]基于不同滲透下的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110670780.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN113258607B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉可真;陳雪鷗;陳鐳丹;沈賦;阮俊梟;吳世浙;和婧;王騫;劉通;茍家萁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;G06F30/20
• 代理公司: 昆明潤(rùn)勤同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 付石健

本發(fā)明基于不同滲透下的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型建立方法屬于光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域；解決的技術(shù)問題為：提供一種基于不同滲透下的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型建立方法，該模型具有良好的內(nèi)推外插能力，以極小的擬合殘差逼近實(shí)際運(yùn)行情況；采用的技術(shù)方案為：基于不同滲透下的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型建立方法，包括以下步驟：步驟S1）分析光伏發(fā)電系統(tǒng)模型及控制系統(tǒng)，步驟S2）建立光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型，步驟S3）光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型參數(shù)辨識(shí)，步驟S4）仿真驗(yàn)算及分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明基于不同滲透下的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型建立方法屬于光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前可再生能源正在改變電力系統(tǒng)，諸如光伏系統(tǒng)等替代能源正取代常規(guī)發(fā)電。光伏發(fā)電系統(tǒng)接入輸電網(wǎng)后，讓系統(tǒng)負(fù)荷特性發(fā)生了顯著變化。由于光伏系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)發(fā)電資源的獨(dú)特特性，高的光伏穿透水平會(huì)對(duì)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著的影響。若電網(wǎng)發(fā)生故障，全網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性將發(fā)生改變。現(xiàn)有的靜態(tài)負(fù)荷模型不再滿足工程仿真的需要。因此研究光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性、建立不同滲透率之下準(zhǔn)確并符合工程實(shí)際的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型是當(dāng)下負(fù)荷建模的重點(diǎn)問題。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模研究方面，國(guó)內(nèi)外研究取得很大進(jìn)展。現(xiàn)有的研究資料對(duì)于該方面的研究總是具有一定的缺陷：①研究了光伏發(fā)電系統(tǒng)各子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，揭示了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)各組成部分之間的相互作用，但并未考慮光伏整體動(dòng)態(tài)在特性；②以核心器件逆變器為中心，建立了逆變器直流側(cè)與光伏陣列、交流測(cè)與變壓器之間整體的動(dòng)態(tài)模型，但沒有研究光伏電站與并網(wǎng)母線之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系；③將逆變器等效為受控電流源和電壓源，推導(dǎo)出逼近效果更好的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)向量模型，但忽略了光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制作用；④建立含逆變控制的光伏發(fā)電系統(tǒng)3階微分外特性描述，但需要確定模型初始條件，模型參數(shù)分散性較大、暫態(tài)響應(yīng)不足；⑤提出三相單級(jí)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，雖外部特性擬合效果較好，但辨識(shí)參數(shù)難度較大，不適用于大型光伏電站的電力系統(tǒng)仿真需求；⑥構(gòu)建描述廣義綜合負(fù)荷的等效模型，辨識(shí)難度較小，能有效描述含光伏發(fā)電系統(tǒng)配電網(wǎng)的綜合負(fù)荷特性，但不同滲透率背景下的含光伏發(fā)電系統(tǒng)的大電網(wǎng)綜合動(dòng)態(tài)響應(yīng)仍有待研究。

綜上所述，光伏發(fā)電系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)響應(yīng)建模方面有較大的突破，但比較集中于光伏子系統(tǒng)部分的動(dòng)態(tài)建模，對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)的故障特性研究仍然沒有形成準(zhǔn)確、統(tǒng)一的等值描述；隨著光伏并網(wǎng)容量的持續(xù)增加，使得負(fù)荷暫態(tài)特性急劇變化，加之光伏的滲透率越來越明顯，光伏發(fā)電系統(tǒng)詳盡的物理機(jī)理建模并不能直接在整體上體現(xiàn)光伏并網(wǎng)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，原有的負(fù)荷模型已不再適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行。基于該背景對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)建模研究就變得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種基于不同滲透下的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型建立方法，該模型具有良好的內(nèi)推外插能力，以極小的擬合殘差逼近實(shí)際運(yùn)行情況。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于不同滲透下的光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型建立方法，包括以下步驟：

步驟S1)分析光伏發(fā)電系統(tǒng)模型及控制系統(tǒng)；

步驟S2)建立光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型；

步驟S3)光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)離散等值模型參數(shù)辨識(shí)；

步驟S4)仿真驗(yàn)算及分析。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、本發(fā)明用電流的實(shí)部及虛部表征光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)4階模型來描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，該模型以離散差分方程形式進(jìn)行描述，與三階機(jī)理模型相比，雖待辨識(shí)參數(shù)更多，但辨識(shí)難度較小、擬合效果更加貼合實(shí)際運(yùn)行情況，比較準(zhǔn)確描述光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程；