计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法技术

本发明专利技术公开了一种计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，包括以下步骤：S1：获取以下参数：tmax、Umax与Umin；其中，tmax表示端电压跌落至0pu时能保持不脱网运行的最长时间，Umax表示逆变器能保持不脱网运行的最大端电压，Umin表示不脱网运行时间大于tmax的最小端电压；S2：建立光伏发电的低电压穿越不确定性区域；S3：建立光伏发电的脱网概率模型；S4：计算光伏发电短路电流的期望值，并以光伏发电短路电流的期望值作为光伏发电注入电网的真实短路电流：

Short Circuit Current Assessment Method for Photovoltaic Generation Considering Uncertainty of Low Voltage Crossing

【技术实现步骤摘要】
计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法
本专利技术涉及光伏发电
，具体涉及计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法。
技术介绍
光伏发电具有清洁高效、就近利用和因地制宜等优势，近年来光伏发电在配电网中的装机容量不断扩大。光伏发电机组并网点端电压发生跌落时，须按低电压穿越要求保持不脱网运行，其注入的短路电流由并网点电压跌落和低电压穿越控制共同决定；而并网电压严重跌落时光伏发电(本专利技术中均采用光伏发电来简称光伏发电机组)允许退出运行，此时光伏发电无短路电流注入电网。光伏发电的低电压穿越建模是典型的灰箱问题，不同型号逆变器的低电压穿越能力不同；即使逆变器型号相同，由于各生产厂家制造工业的差异，在低电压穿越能力测试中也有很大差异，使得光伏发电的低电压穿越能力存在模糊性。为此评估光伏发电的短路电流随机变化范围和分布情况具有重要意义。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，解决现有技术中未考虑低电压穿越不确定性而机械的将光伏发电不脱网运行时能提供的短路电流作为注入电网的真实短路电流，而导致与客观真实情况偏差较大的技术问题；进一步解决了由于逆变器个体差异导致光伏并网点端电压跌落时，还不能采用通用的模型来有效估计光伏发电注入短路电流的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，包括以下步骤：S1：获取以下参数：tmax、Umax与Umin；其中，tmax表示端电压跌落至0pu时能保持不脱网运行的最长时间，Umax表示逆变器能保持不脱网运行的最大端电压，Umin表示不脱网运行时间大于tmax的最小端电压；S2：根据tmax、Umax与Umin在以端电压跌落持续时间t为横轴并以端电压为纵轴的直角坐标系中，建立光伏发电的低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域；S3：根据故障情况分别落入低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域时的脱网概率建立光伏发电的脱网概率模型；S4：计算光伏发电短路电流的期望值，并以光伏发电短路电流的期望值作为光伏发电注入电网的真实短路电流：式中，表示端电压U跌落至u且端电压跌落持续时间t为t′时的光伏发电短路电流的期望值；Ipv(u)表示端电压U跌落至u时，光伏发电不脱网运行时能提供的短路电流；Ppv(u,t′)表示端电压跌落至u且端电压跌落持续时间为t′时的光伏发电的脱网概率，根据光伏发电的脱网概率模型计算得到。进一步的，低电压穿越不确定性区域包括A、B、C三个子区域：A区域：Umin≤U＜Umax且0≤t≤tmax；B区域：0≤U＜Umin且0≤t＜tmax；C区域：Umin＜U＜Umax且t＞tmax；低电压穿越确定性区域D为：U≥Umax；脱网运行区域E为：0≤U＜Umin且t＞tmax。进一步的，光伏发电的脱网概率模型如下：其中，Ppv(u,t′)表示在端电压跌落至u且端电压跌落持续时间为t′的故障情况下的脱网概率；Ps1(D)表示故障情况落入低电压确定性区域D时的脱网概率；Ps2(E)表示故障情况落入脱网运行区域E时的脱网概率；Ps3(A)表示故障情况落入低电压不确定性区域A时的脱网概率；Ps4(B)表示故障情况落入低电压不确定性区域B时的脱网概率；Ps5(C)表示故障情况落入低电压不确定性区域C时的脱网概率；fx(t)表示以端电压跌落持续时间t作为随机变量的概率密度函数；fy(U)表示以端电压U作为随机变量的概率密度函数；fx,y(t,U)表示随机变量t和U的联合概率密度函数。进一步的，用正态分布函数表征随机变量t和u的随机性，则fx(t)、fy(U)、fx,y(t,U)分别表示为：式中，σ1表示随机变量t的分布密度，σ1＝0.05；式中，σ2表示随机变量t的分布密度，σ2＝(0.2-Umin)/3；进一步的，对多种类型的逆变器进行低电压穿越能力测试，并从测试结果中获取参数tmax、Umax与Umin。进一步的，从低电压穿越能力的国家标准曲线中获取参数tmax、Umax与Umin：tmax＝0.2s，Umax＝0.3pu，Umin＝0.1pu。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、现有技术不考虑低电压穿越不确定性，即认为电网故障后光伏发电保持不脱网运行，单台光伏发电机组能产的短路电流仅由其端电压跌落程度决定。但实际光伏注入电网的短路电流受器是否脱网的影响呈现出不确定性，光伏发电在电网故障时是否脱网是由端电压跌落程度和端电压跌落持续时间共同决定的。为客观表示光伏注入电网的真实短路电流，本专利技术提出用光伏发电短路电流的期望值对真实短路电流进行描述。2、本专利技术建立了低电压穿越不确定性区域，并将低电压穿越不确定性区域进一步细分为三个子区域，对应各子区域的脱网概率计算方式各不相同，使得脱网概率计算更加精确。3、本专利技术既可适用于对具体的某台光伏发电机组进行真实短路电流估计，那么要求参数tmax、Umax与Umin是针对该具体的光伏发电机组进行低电压穿越能力测试获得。4、本专利技术更重要的价值在于能够克服光伏发电机组的个体差异，提供一种通用的真实短路电流估计方法，那么要求参数tmax、Umax与Umin是对大样本群进行统计获得，如：1)对多种类型的逆变器(每种类型可以有多台)进行低电压穿越能力测试；2)对同一型号的多台逆变器进行低电压穿越能力测试，针对性更强，估计结果更准确；3)从低电压穿越能力的国家标准曲线中获取参数，该方法较为经济快捷，但是值得注意的是国家标准曲线的更新频率往往会滞后于技术的发展。附图说明图1是低电压穿越不确定性区域的示意图；图2是光伏发电脱网概率三维图；图3是光伏发电短路电流期望值、端电压与端电压跌落持续时间之间的关系图；具体实施方式下面结合附图和优选实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。一种计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，包括以下步骤：S1：获取以下参数：tmax、Umax与Umin；其中，tmax表示端电压跌落至0pu时能保持不脱网运行的最长时间，Umax表示逆变器能保持不脱网运行的最大端电压，Umin表示不脱网运行时间大于tmax的最小端电压。从低电压穿越能力的国家标准曲线中获取参数tmax、Umax与Umin：tmax＝0.2s，Umax＝0.3pu，Umin＝0.1pu。S2：根据tmax、Umax与Umin在以端电压跌落持续时间t为横轴并以端电压为纵轴的直角坐标系中，建立光伏发电的低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域；参考图1所示，低电压穿越不确定性区域包括A、B、C三个子区域：A区域：Umin≤U＜Umax且0≤t≤tmax；B区域：0≤U＜Umin且0≤t＜tmax；C区域：Umin＜U＜Umax且t＞tmax；低电压穿越确定性区域D为：U≥Umax；脱网运行区域E为：0≤U＜Umin且t＞tmax。S3：根据故障情况分别落入低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域时的脱网概率建立光伏发电的脱网概率模型；S4：计算光伏发电短路电流的期望值，并以光伏发电短路电流的期望值作为光伏发电注入电网的真实短路电流：式中，表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取以下参数：tmax、Umax与Umin；其中，tmax表示端电压跌落至0pu时能保持不脱网运行的最长时间，Umax表示逆变器能保持不脱网运行的最大端电压，Umin表示不脱网运行时间大于tmax的最小端电压；S2：根据tmax、Umax与Umin在以端电压跌落持续时间t为横轴并以端电压为纵轴的直角坐标系中，建立光伏发电的低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域；S3：根据故障情况分别落入低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域时的脱网概率建立光伏发电的脱网概率模型；S4：计算光伏发电短路电流的期望值，并以光伏发电短路电流的期望值作为光伏发电注入电网的真实短路电流：

【技术特征摘要】
1.一种计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取以下参数：tmax、Umax与Umin；其中，tmax表示端电压跌落至0pu时能保持不脱网运行的最长时间，Umax表示逆变器能保持不脱网运行的最大端电压，Umin表示不脱网运行时间大于tmax的最小端电压；S2：根据tmax、Umax与Umin在以端电压跌落持续时间t为横轴并以端电压为纵轴的直角坐标系中，建立光伏发电的低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域；S3：根据故障情况分别落入低电压穿越不确定性区域、低电压穿越确定性区域与脱网运行区域时的脱网概率建立光伏发电的脱网概率模型；S4：计算光伏发电短路电流的期望值，并以光伏发电短路电流的期望值作为光伏发电注入电网的真实短路电流：式中，表示端电压U跌落至u且端电压跌落持续时间t为t′时的光伏发电短路电流的期望值；Ipv(u)表示端电压U跌落至u时，光伏发电不脱网运行时能提供的短路电流；Ppv(u,t′)表示端电压跌落至u且端电压跌落持续时间为t′时的光伏发电的脱网概率，根据光伏发电的脱网概率模型计算得到。2.根据权利要求1所述的计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，其特征在于，低电压穿越不确定性区域包括A、B、C三个子区域：A区域：Umin≤U＜Umax且0≤t≤tmax；B区域：0≤U＜Umin且0≤t＜tmax；C区域：Umin＜U＜Umax且t＞tmax；低电压穿越确定性区域D为：U≥Umax；脱网运行区域E为：0≤U＜Umin且t＞tmax。3.根据权利要求2所述的计及低电压穿越不确定性的光伏发电短路电流评估方法，其特征在于，光伏发电的脱网概率模型如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯健生，朱英伟，王鹏，蔡建军，邹家阳，张丽娜，邱璐，龚丽，黄俊威，王千，蒋峥，蒋姝莹，邢佳源，
申请(专利权)人：金华电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33