[發(fā)明專利]一種分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義負(fù)荷模型及其構(gòu)建方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210532095.6
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN114665477A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙偉哲;何昊;羅琦;田校軍;王靜;李佳;謝琦;饒臻;何偉;曾偉
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/38;G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 南昌豐擇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36137
• 代理人: 吳稱生

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)仿真建模技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義負(fù)荷模型及其構(gòu)建方法，該模型由光伏發(fā)電系統(tǒng)等效負(fù)荷模型和CLM模型并聯(lián)而成；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)等效負(fù)荷模型由三階同步電機(jī)模型和RLC電路并聯(lián)而成；所述RLC電路由等效電阻、等效電感和等效電容串聯(lián)而成。本發(fā)明提出含三階同步電機(jī)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義負(fù)荷模型動(dòng)態(tài)擬合效果更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)仿真建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義負(fù)荷模型及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

廣義負(fù)荷是指在新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中，由傳統(tǒng)用電負(fù)荷和中小容量電源共同組成的負(fù)荷形式，常常具有電源特性和用電特性。在新型電力系統(tǒng)中，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在用戶側(cè)的安裝率越來越高，電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析嚴(yán)重依賴于建模仿真，因此迫切需要建立含分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣義負(fù)荷模型。同時(shí)傳統(tǒng)的負(fù)荷建模方法對含分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的用戶側(cè)負(fù)荷動(dòng)態(tài)擬合效果并不理想，將考慮MPPT（Maximum Power Point Tracking）和DC/AC變換控制后的PV系統(tǒng)等效為恒功率源，研究發(fā)現(xiàn)該模型泛化能力差，不適合高占比光伏發(fā)電系統(tǒng)，特別是對暫態(tài)過程的擬合能力不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決含分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣義負(fù)荷模型擬合能力不足的問題。本發(fā)明基于MATLAB/Simulink搭建光伏發(fā)電并網(wǎng)仿真模型，通過設(shè)置并網(wǎng)母線電壓跌落，觀察、分析并網(wǎng)處光伏發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性，在此基礎(chǔ)上提出了一種含三階同步電機(jī)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義負(fù)荷模型，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證；利用提出的動(dòng)態(tài)模型結(jié)合遺傳算法，對模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，最終建立適用于電力系統(tǒng)精確仿真的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義負(fù)荷模型。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義負(fù)荷模型，由光伏發(fā)電系統(tǒng)等效負(fù)荷模型和CLM模型并聯(lián)而成；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)等效負(fù)荷模型由三階同步電機(jī)模型和RLC電路并聯(lián)而成；所述RLC電路由等效電阻、等效電感和等效電容串聯(lián)而成。

具體地，所述CLM模型由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型和ZIP模型并聯(lián)而成。

ZIP模型用來模擬靜態(tài)負(fù)荷，ZIP模型通過公式（2）表示：

式中，P_s表示端電壓為電網(wǎng)電壓U_g時(shí)負(fù)荷吸收的有功功率、Q_s表示端電壓為電網(wǎng)電壓U_g時(shí)負(fù)荷吸收的無功功率；分別表示有功時(shí)恒阻抗、恒電流和恒定功率負(fù)荷所占的比重；表示無功時(shí)恒阻抗、恒電流和恒定功率負(fù)荷所占的比重，，。

具體地，RLC電路的電路關(guān)系方程如公式（3）所示：

式中，U_c為等效電容電壓，R為等效電阻，C為等效電容，L為等效電感，I_l為等效電感電流，t為時(shí)間。

具體地，三階同步電機(jī)模型的方程如公式（4）所示：