一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法及系统，包括根据设定的低电压故障穿越试验得到电气量，并校验相同的试验不同次测试得到的电气量的一致性；根据电气量的一致性选取关键电气量进行低电压穿越特征拟合；所述电气量包括：低电压故障前和低电压故障稳态区间的电压稳态值、低电压故障前和低电压故障稳态区间的有功电流稳态值和无功电流稳态值，低电压故障恢复期间的电流恢复速率。本发明专利技术提供的技术方案，操作简单、易于实现、通用性好，能够准确拟合逆变器的低电压穿越外特性，便于推广。

A Low Voltage Traverse Characteristic Fitting Method and System for Photovoltaic Inverter

【技术实现步骤摘要】
一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法及系统
本专利技术属于电力系统领域，具体涉及一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法及系统。
技术介绍
光伏发电规模发展迅速，随着光伏电站在电网中的容量越来越大，掌握逆变器的低电压穿越特性对于分析光伏电站对电网的影响具有重要的意义。光伏逆变器可以实现有功无功独立控制，动态响应速度快，是光伏发电系统的核心系统。逆变器是典型的电力电子系统，与传统发电机不同，逆变器的并网特性主要不是由逆变器本身的物理结构决定，而是由其控制器和参数决定的。分析逆变器低电压穿越特性是个典型的“灰箱”问题。实际工程中，各品牌逆变器通常采用相似的电路拓扑和控制结构，但具体控制策略及参数各异，且都不对外公开。若采用机理分析法缺乏控制策略和参数，仅采用测试法又缺乏必要的理论分析。在策略各异、已知条件有限的情况下，有必要研究一种通用性好、便于推广的低电压穿越特性拟合方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法及系统，通过计算逆变器在低电压穿越期间的暂态响应关键电气量，以满足拟合光伏逆变器低电压穿越特性的需求。本专利技术提供一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，包括：根据设定的低电压故障穿越试验得到电气量，并校验相同的试验不同次测试得到的电气量的一致性；根据电气量的一致性选取关键电气量进行低电压穿越特征拟合；所述电气量包括：低电压故障前和低电压故障稳态区间的电压稳态值、低电压故障前和低电压故障稳态区间的有功电流稳态值和无功电流稳态值、低电压故障恢复期间的电流恢复速率。所述根据电气量的一致性选取关键电气量包括：选取不同次测试得到的电压稳态值偏差绝对值小于0.05pu、有功电流和无功电流稳态值偏差绝对值小于0.1pu、低电压故障恢复期间的电流恢复速率偏差绝对值小于0.2pu/s的试验的电气量为关键电气量。所述低电压穿越特征拟合包括：低电压故障期间特征拟合和低电压恢复期间特征拟合。所述低电压故障期间特征拟合包括：将所述低电压故障稳态区间的无功电流稳态值与电压进行曲线拟合；将所述低电压故障稳态区间的有功电流稳态值与电压进行曲线拟合。按下式将所述低电压故障稳态区间的无功电流稳态值与电压进行曲线拟合：Iq＝min(Kq_LV(ULV-Uterm)+KIq0_flagIq0+Iq0_LV,Iqmax_LV)式中，Iq为低电压故障稳态区间的无功电流稳态值，Kq_LV为无功电流支撑系数，ULV为进入低电压故障的电压阈值，Uterm为交流侧端电压，KIq0_flag为无功电流叠加标志系数，Iq0为低电压故障前的无功电流稳态值，Iq0_LV为低电压故障的无功电流起始值，Iqmax_LV为低电压故障稳态区间的最大无功电流。所述低电压故障前的无功电流稳态值Iq0的计算公式如下所示：式中，iq0表示低电压故障前稳态区间的无功电流值，Kiq0Start表示低电压故障前稳态区间开始时刻的数据序号，Kiq0End表示低电压故障前稳态区间结束时刻的数据序号。所述低电压故障稳态区间的无功电流稳态值Iq的计算公式如下所示：式中iq表示低电压故障稳态区间的有功电流值，KiqStart表示低电压故障稳态区间开始时刻的数据序号，KiqEnd表示低电压故障稳态区间结束时刻的数据序号。按下式将所述低电压故障稳态区间的有功电流稳态值与电压进行曲线拟合：式中，Ip为低电压故障稳态区间的有功电流稳态值，P0为进入低电压故障前的有功功率，Uterm为交流侧端电压，Imax_FRT为低电压故障稳态区间的最大电流，Iq为低电压故障稳态区间的无功电流，Ip0为低电压故障前的有功电流稳态值，Kp1_FRT和Kp2_FRT均为有功电流系数，Ip0_FRT为低电压故障的有功电流起始值，Ip_flag为低电压故障稳态区间的有功电流限幅标志位。所述低电压故障前的有功电流稳态值Ip0的计算公式如下所示：式中，ip0表示低电压故障前稳态区间的有功电流值，Kip0Start表示低电压故障前稳态区间开始时刻的数据序号，Kip0End表示低电压故障前稳态区间结束时刻的数据序号。所述低电压故障稳态区间的有功电流稳态值Ip的计算公式如下所示：式中ip表示低电压故障稳态区间的有功电流值，KipStart表示低电压故障稳态区间开始时刻的数据序号，KipEnd表示低电压故障稳态区间结束时刻的数据序号。所述低电压恢复期间特征拟合包括：计算电压穿越恢复期间的电流恢复速率的平均值。所述低电压故障恢复期间的电流恢复速率的计算公式如下所示：式中，dIp_LV为低电压故障恢复期间的电流恢复速率，Ip_LV2为低电压故障恢复结束时刻的有功电流，Ip_LV1为低电压故障恢复开始时刻的有功电流，tp_LV2为低电压故障恢复结束时刻，tp_LV1为低电压故障恢复开始时刻。设定低电压穿越试验之前还包括设定逆变器初始运行工况；所述运行工况包括大功率、中等功率和小功率；大功率工况是指逆变器输出功率为额定功率的70％～100％；中等功率工况是指逆变器输出功率为额定功率的40％～60％；小功率工况是指逆变器输出功率为额定功率的10％～30％。所述的设定低电压穿越试验包括：使逆变器交流侧电压分别跌落至额定电压的预设区间内；所述额定电压的预设区间包括：0～20％、20％～30％、50％～60％和70％～90％。本专利技术提供一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合系统，包括：一致性模块：根据设定的低电压故障穿越试验得到电气量，并校验相同的试验不同次测试得到的电气量的一致性；拟合模块：根据电气量的一致性选取关键电气量进行低电压穿越特征拟合；所述电气量包括：低电压故障前和低电压故障稳态区间的电压稳态值、低电压故障前和低电压故障稳态区间的有功电流稳态值和无功电流稳态值，低电压故障恢复期间的电流恢复速率。所述拟合模块包括：低电压故障期间特征拟合子模块和低电压恢复期间特征拟合子模块。所述低电压故障期间特征拟合子模块包括：用于将低电压故障稳态区间的无功电流稳态值与电压进行曲线拟合的第一拟合单元和用于将低电压故障稳态区间的有功电流稳态值与电压进行曲线拟合的第二拟合单元。所述第一拟合单元按下式将低电压故障稳态区间的无功电流稳态值与电压进行曲线拟合：Iq＝min(Kq_LV(ULV-Uterm)+KIq0_flagIq0+Iq0_LV,Iqmax_LV)式中，Iq为低电压故障稳态区间的无功电流稳态值，Kq_LV为无功电流支撑系数，ULV为进入低电压故障的电压阈值，Uterm为交流侧端电压，KIq0_flag为无功电流叠加标志系数，Iq0为低电压故障前的无功电流稳态值，Iq0_LV为低电压故障的无功电流起始值，Iqmax_LV为低电压故障稳态区间的最大无功电流。所述第二拟合单元按下式将所述低电压故障稳态区间的有功电流稳态值与电压进行曲线拟合：式中，Ip为低电压故障稳态区间的有功电流稳态值，P0为进入低电压故障前的有功功率，Uterm为交流侧端电压，Imax_FRT为低电压故障稳态区间的最大电流，Iq为低电压故障稳态区间的无功电流，Ip0为低电压故障前的有功电流稳态值，Kp1_FRT和Kp2_FRT均为有功电流系数，Ip0_FRT为低电压故障的有功电流起始值，Ip_flag为低电压故障稳态区间的有功电流限幅标志位。与最接近的现有技术比，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，包括：根据设定的低电压故障穿越试验得到电气量，并校验相同的试验不同次测试得到的电气量的一致性；根据电气量的一致性选取关键电气量进行低电压穿越特征拟合；所述电气量包括：低电压故障前和低电压故障稳态区间的电压稳态值、低电压故障前和低电压故障稳态区间的有功电流稳态值和无功电流稳态值、低电压故障恢复期间的电流恢复速率。

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，包括：根据设定的低电压故障穿越试验得到电气量，并校验相同的试验不同次测试得到的电气量的一致性；根据电气量的一致性选取关键电气量进行低电压穿越特征拟合；所述电气量包括：低电压故障前和低电压故障稳态区间的电压稳态值、低电压故障前和低电压故障稳态区间的有功电流稳态值和无功电流稳态值、低电压故障恢复期间的电流恢复速率。2.如权利要求1所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，所述根据电气量的一致性选取关键电气量包括：选取不同次测试得到的电压稳态值偏差绝对值小于0.05pu、有功电流和无功电流稳态值偏差绝对值小于0.1pu、低电压故障恢复期间的电流恢复速率偏差绝对值小于0.2pu/s的试验的电气量为关键电气量。3.如权利要求1所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，所述低电压穿越特征拟合包括：低电压故障期间特征拟合和低电压恢复期间特征拟合。4.如权利要求3所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，所述低电压故障期间特征拟合包括：将所述低电压故障稳态区间的无功电流稳态值与电压进行曲线拟合；将所述低电压故障稳态区间的有功电流稳态值与电压进行曲线拟合。5.如权利要求4所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，按下式将所述低电压故障稳态区间的无功电流稳态值与电压进行曲线拟合：Iq＝min(Kq_LV(ULV-Uterm)+KIq0_flagIq0+Iq0_LV,Iqmax_LV)式中，Iq为低电压故障稳态区间的无功电流稳态值，Kq_LV为无功电流支撑系数，ULV为进入低电压故障的电压阈值，Uterm为交流侧端电压，KIq0_flag为无功电流叠加标志系数，Iq0为低电压故障前的无功电流稳态值，Iq0_LV为低电压故障的无功电流起始值，Iqmax_LV为低电压故障稳态区间的最大无功电流。6.如权利要求5所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，所述低电压故障前的无功电流稳态值Iq0的计算公式如下所示：式中，iq0表示低电压故障前稳态区间的无功电流值，Kiq0Start表示低电压故障前稳态区间开始时刻的数据序号，Kiq0End表示低电压故障前稳态区间结束时刻的数据序号。7.如权利要求5所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，所述低电压故障稳态区间的无功电流稳态值Iq的计算公式如下所示：式中iq表示低电压故障稳态区间的有功电流值，KiqStart表示低电压故障稳态区间开始时刻的数据序号，KiqEnd表示低电压故障稳态区间结束时刻的数据序号。8.如权利要求4所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，按下式将所述低电压故障稳态区间的有功电流稳态值与电压进行曲线拟合：式中，Ip为低电压故障稳态区间的有功电流稳态值，P0为进入低电压故障前的有功功率，Uterm为交流侧端电压，Imax_FRT为低电压故障稳态区间的最大电流，Iq为低电压故障稳态区间的无功电流，Ip0为低电压故障前的有功电流稳态值，Kp1_FRT和Kp2_FRT均为有功电流系数，Ip0_FRT为低电压故障的有功电流起始值，Ip_flag为低电压故障稳态区间的有功电流限幅标志位。9.如权利要求8所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，所述低电压故障前的有功电流稳态值Ip0的计算公式如下所示：式中，ip0表示低电压故障前稳态区间的有功电流值，Kip0Start表示低电压故障前稳态区间开始时刻的数据序号，Kip0End表示低电压故障前稳态区间结束时刻的数据序号。10.如权利要求8所述的光伏逆变器低电压穿越特性拟合方法，其特征在于，所述低电压故障稳态区间的有功电流稳态值Ip的计算公式如下所示：式中ip表示低...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛路明，曲立楠，朱凌志，陈宁，吴福保，丁杰，张磊，韩华玲，施涛，王湘艳，于若英，钱敏慧，赵大伟，刘艳章，赵亮，姜达军，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，国网新疆电力公司，国网新疆电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32