光伏电站暂态等值电势在线辨识方法技术

本发明专利技术提出一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法，将光伏发电站直流输出端与电网之间依次设置DC/DC斩波电路和逆变器，将逆变器输出端连接电压互感器，通过SPWM触发器触发DC/DC斩波电路；建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式，确定光伏电站SPWM的触发时间；触发DC/DC斩波电路，确定DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压；计算逆变器输出的谐波电压；根据DC/DC斩波电路的输出电压、逆变器输出的谐波电压、测得的电压互感器输出电压以及光照强度变化系数计算光伏电站暂态等值电势；该方法为光伏电站暂态等值电势在线辨识提供了可靠依据。

【技术实现步骤摘要】
光伏电站暂态等值电势在线辨识方法
本专利技术属于电网
，具体涉及一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法。
技术介绍
由于光伏电站极易受到外部环境影响，并且输出电势高低会与电网之间产生复杂交互影响，给光伏电站及接入电网的安全稳定运行带来严峻挑战，需要对光伏电站电势进行在线监测，计算出光伏电站的等值电势，为电力系统的稳定运行提供可靠保障。光伏电站并网时对电的质量要求较高，由于传统的逆变器采用SPWM技术，难以对光伏电站暂态电势进行在线辨识，将正弦波等效成为一系列等时间间隔的脉冲波形，通过控制IGBT导通时间，形成需要的正弦波，并且由于光伏阵列的输出电压不稳定，利用DC/DC-DC/AC的谐波抑制方法可以有效的减少此种谐波分量，并且可以输出稳定的直流电压，使得电能的质量得以大幅度提升，此种方法为光伏电站暂态等值电势在线辨识提供了可靠依据。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法。一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法，包括以下步骤：步骤1：将光伏发电站直流输出端与电网之间依次设置DC/DC斩波电路和逆变器，将逆变器输出端连接电压互感器，通过SPWM触发器触发DC/DC斩波电路；步骤2：获取光伏电站光伏阵列输出电压Ug，建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式，得到各触发时刻对应触发角，从而确定光伏电站SPWM的触发时间；所述建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式如下所示：DC/DC斩波电路第一触发时刻电压u1与第一触发时刻对应触发角α1的关系式如下所示：其中，ut＝Ug，α2为第二触发时刻对应触发角，α4为第四触发时刻对应触发角；DC/DC斩波电路第三触发时刻电压u3与第三触发时刻对应触发角α3的关系式如下所示：DC/DC斩波电路第五触发时刻电压u5与第五触发时刻对应触发角α5的关系式如下所示：DC/DC斩波电路第七触发时刻电压u7与第七触发时刻对应触发角α7的关系式如下所示：DC/DC斩波电路第九触发时刻电压u9与第九触发时刻对应触发角α9的关系式如下所示：步骤3：在步骤2中确定的光伏电站SPWM的触发时间触发DC/DC斩波电路，根据DC/DC斩波电路的变压器一次侧线圈匝数、DC/DC斩波电路斩波电路的变压器二次侧线圈匝数、以及各触发时刻对应触发角确定DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0；所述根据DC/DC斩波电路的变压器一次侧线圈匝数、DC/DC斩波电路斩波电路的变压器二次侧线圈匝数、以及各触发时刻对应触发角确定DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0的计算公式如下所示：其中，n1为DC/DC斩波电路的变压器一次侧线圈匝数，n2为DC/DC斩波电路的变压器二次侧线圈匝数，α1为第一时刻触发角，α3为第三时刻触发角，α5为第五时刻触发角，α7为第七时刻触发角，α9为第九时刻触发角。步骤4：根据逆变器的频率调制比N、逆变器的幅值调制比M和光伏电站光伏阵列输出电压Ug计算逆变器输出的谐波电压Uxh1；所述根据逆变器的频率调制比N、逆变器的幅值调制比M和光伏电站光伏阵列输出电压Ug计算逆变器输出的谐波电压Uxh1的计算公式如下所示：其中，m为谐波次数，fc为载波频率，fm为调制波频率，Mm为载波幅值，Mc为调制波幅值，为二次谐波初相位。步骤5：根据DC/DC斩波电路的输出电压Ud0和逆变器输出的谐波电压Uxh1计算出光伏电站经过逆变器后的电势E1；所述根据DC/DC斩波电路的输出电压Ud0和逆变器输出的谐波电压Uxh1计算出光伏电站经过逆变器后的电势E1的计算公式如下所示：步骤6：判断当前光照强度变化率是否超过设定的光照强度变化阈值，若是，则设定光照强度变化系数l＝1，否则，设定光照强度变化系数l＝0；所述设定的光照强度变化阈值为100w/h。步骤7：根据DC/DC斩波电路的输出电压Ud0、逆变器输出的谐波电压Uxh1、测得的电压互感器输出电压Uh、以及光照强度变化系数l计算光伏电站暂态等值电势E；所述光伏电站暂态等值电势E的计算公式如下所示：其中，n＝6k，...，∞，k＝1，2，...，∞，ω为角频率。本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法，本专利技术将正弦波等效成为一系列等时间间隔的脉冲波形，通过控制IGBT导通时间，形成需要的正弦波，并且由于光伏阵列的输出电压不稳定，利用DC/DC-DC/AC的谐波抑制方法可以有效的减少此种谐波分量，并且可以输出稳定的直流电压，使得电能的质量得以大幅度提升，此种方法为光伏电站暂态等值电势在线辨识提供了可靠依据。附图说明图1为本实施方式中光伏电站暂态等值电势在线辨识方法的流程框图；图2为本专利技术实施方式中光伏电站暂态等值电势在线辨识方法的装置结构框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式加以详细的说明。本实施方式中，某光伏电站采用的是36V的电池板，其串并联数为10和100；故可算出其光伏电站光伏阵列输出电压Ug为360V，逆变器的幅值调制比M为0.8，逆变器的频率调制比N为40，变压器的变比为1∶25，测得的电压互感器输出电压Uh＝372V。一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1：将光伏发电站直流输出端与电网之间依次设置DC/DC斩波电路和逆变器，将逆变器输出端连接电压互感器，通过SPWM触发器触发DC/DC斩波电路，如图2所示。步骤2：获取光伏电站光伏阵列输出电压Ug，建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式，得到各触发时刻对应触发角，从而确定光伏电站SPWM的触发时间。本实施方式中，建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式如下所示：DC/DC斩波电路第一触发时刻电压u1与第一触发时刻对应触发角α1的关系式如式(1)所示：其中，ut＝Ug，α2为第二触发时刻对应触发角，α4为第四触发时刻对应触发角。DC/DC斩波电路第三触发时刻电压u3与第三触发时刻对应触发角α3的关系式如式(2)所示：DC/DC斩波电路第五触发时刻电压u5与第五触发时刻对应触发角α5的关系式如式(3)所示：DC/DC斩波电路第七触发时刻电压u7与第七触发时刻对应触发角α7的关系式如式(4)所示：DC/DC斩波电路第九触发时刻电压u9与第九触发时刻对应触发角α9的关系式如式(5)所示：令DC/DC斩波电路第一触发时刻电压u1等于光伏电站光伏阵列输出电压Ug，令DC/DC斩波电路第三触发时刻电压u3、第五触发时刻电压u5、第七触发时刻电压u7、第九触发时刻电压u9等于0，得到公式如(6)-(10)所示：通过上述公式(6)-(7)可得，步骤3：在步骤2中确定的光伏电站SPWM的触发时间触发DC/DC斩波电路，根据DC/DC斩波电路的变压器一次侧线圈匝数、DC/DC斩波电路的变压器二次侧线圈匝数、以及各触发时刻对应触发角确定DC/DC斩波电路的输出电压Ud0。本实施方式中，DC/DC斩波电路的输出电压Ud0的计算公式如式(11)所示：其中，n1为DC/DC斩波电路的变压器一次侧线圈匝数，n2为DC/DC斩波电路的变压器二次侧线圈匝数。步骤4：根据逆变器的频率调制比N、逆变器的幅值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将光伏发电站直流输出端与电网之间依次设置DC/DC斩波电路和逆变器，将逆变器输出端连接电压互感器，通过SPWM触发器触发DC/DC斩波电路；步骤2：获取光伏电站光伏阵列输出电压Ug，建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式，得到各触发时刻对应触发角，从而确定光伏电站SPWM的触发时间；步骤3：在步骤2中确定的光伏电站SPWM的触发时间触发DC/DC斩波电路，根据DC/DC斩波电路的变压器一次侧线圈匝数、DC/DC斩波电路斩波电路的变压器二次侧线圈匝数、以及各触发时刻对应触发角确定DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0；步骤4：根据逆变器的频率调制比N、逆变器的幅值调制比M和光伏电站光伏阵列输出电压Ug计算逆变器输出的谐波电压Uxh1；步骤5：根据DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0和逆变器输出的谐波电压Uxh1计算出光伏电站经过逆变器后的电势E1；步骤6：判断当前光照强度变化率是否超过设定的光照强度变化阈值，若是，则设定光照强度变化系数l＝1，否则，设定光照强度变化系数l＝0；步骤7：根据DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0、逆变器输出的谐波电压Uxh1、测得的电压互感器输出电压Uh、以及光照强度变化系数l计算光伏电站暂态等值电势E；所述光伏电站暂态等值电势E的计算公式如下所示：...

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站暂态等值电势在线辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将光伏发电站直流输出端与电网之间依次设置DC/DC斩波电路和逆变器，将逆变器输出端连接电压互感器，通过SPWM触发器触发DC/DC斩波电路；步骤2：获取光伏电站光伏阵列输出电压Ug，建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式，得到各触发时刻对应触发角，从而确定光伏电站SPWM的触发时间；步骤3：在步骤2中确定的光伏电站SPWM的触发时间触发DC/DC斩波电路，根据DC/DC斩波电路的变压器一次侧线圈匝数、DC/DC斩波电路斩波电路的变压器二次侧线圈匝数、以及各触发时刻对应触发角确定DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0；步骤4：根据逆变器的频率调制比N、逆变器的幅值调制比M和光伏电站光伏阵列输出电压Ug计算逆变器输出的谐波电压Uxh1；步骤5：根据DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0和逆变器输出的谐波电压Uxh1计算出光伏电站经过逆变器后的电势E1；步骤6：判断当前光照强度变化率是否超过设定的光照强度变化阈值，若是，则设定光照强度变化系数l＝1，否则，设定光照强度变化系数l＝0；步骤7：根据DC/DC斩波电路斩波电路的输出电压Ud0、逆变器输出的谐波电压Uxh1、测得的电压互感器输出电压Uh、以及光照强度变化系数l计算光伏电站暂态等值电势E；所述光伏电站暂态等值电势E的计算公式如下所示：其中，n＝6k，...，∞，k＝1，2，...，∞，ω为角频率。2.根据权利要求1所述的光伏电站暂态等值电势在线辨识方法，其特征在于，所述建立DC/DC斩波电路不同触发时刻电压值与触发时刻对应触发角的关系式如下所示：DC/DC斩波电路第一触发时刻电压u1与第一触发时刻对应触发角α1的关系式如下所示：其中，ut＝Ug，α2为第二触发时刻对应触发角，α4为第四触发时刻对应触发角；DC/DC斩波电路第三触发时刻电压u3与第三触发时刻对应触发角α3的关系式如下所示：DC/DC斩波电路第五触发时刻电压u5与第五触发时刻对应触发角α5的关系式如下所示：

【专利技术属性】
技术研发人员：李春来，左浩，滕云，张海宁，杨金路，孙鹏，张玉龙，程珊珊，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：青海,63