光伏电站解析单机等值方法、系统及设备技术方案

光伏电站解析单机等值方法、系统及设备，涉及光伏电站解析单机等值方法和系统。本发明专利技术是为了解决光伏电站传统单机等值方法计算量和精度无法兼顾的问题。本发明专利技术所述方法给出了光伏电站在故障穿越全过程有功动态行为的解析表达式，分别根据光伏电站在故障期间和在故障清除后的动态电流解析表达式计算出有功电流分量，替换单机等值系统有功功率控制通道在故障期间即t

The method, system and equipment of photovoltaic power station

【技术实现步骤摘要】
光伏电站解析单机等值方法、系统及设备
本专利技术涉及光伏电站解析单机等值方法和系统，属于电力系统仿真建模

技术介绍
随着以光伏发电并网规模的不断增加，正确评估其对电力系统的影响日益重要。然而，一个大型光伏电站往往包含数百台机组，如果对每台机组都单独建模，则会大大增加电力系统仿真模型的复杂度和仿真计算时间。因此，建立有效的光伏电站等值模型日益重要和迫切。目前光伏电站的等值方法可以分为单机等值和多机等值两类。多机等值基于传统的发电机“同调”思想，通常以能够表征光伏发电机组运行状态的特征量为分群指标，将具有相似或相同运行点的机组聚合成一台等值机。这类方法虽然可以达到较高的等值精度，但由于涉及复杂的分群算法和集电网络在不同等值机间的分摊等复杂环节，工程实用性较差。单机等值方法无需对场站内的机组分群，将整个场站等值为一台机组。这种方法计算简单，但无法表征场站内各机组动态行为的差异，当机组间的运行工况差异较大时，会导致较大的等值误差。若追求更高的等值精度需要配合较为复杂的智能优化算法优化等值机的主导参数，计算量较大，无法实时在线计算。因此此类方法难以应用于工程实际。
技术实现思路
本专利技术是为了解决光伏电站传统单机等值方法计算量和精度无法兼顾的问题。现提供光伏电站的解析单机等值方法、系统及装置。光伏电站解析单机等值方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、将光伏电站内所有光伏发电机组等值为一台机组，获得单机等值系统，运行单机等值系统至t0时刻，t0表示光伏电站出口处发生三相短路故障的时刻；步骤二、单机等值系统从t0时刻继续运行至tc时刻，tc表示故障清除时刻，在t0时刻至tc时刻运行过程中，将公式(1)的计算结果作为单机等值系统在t0～tc时间段各时刻有功电流的指令值，从而消除光伏电站单机等值模型在故障期间的等值误差，产生和光伏电站一致的故障行为；式中，为单机等值系统有功电流的指令值，t是当前仿真运行时间，n为光伏电站中机组的台数，为第i台机组的稳态电压，为第i台机组稳态电流的有功分量，uEQ为光伏电站单机等值系统的等值机机端电压，uPVi为第i台机组的实时电压，Imax为最大电流，kQ为常数，步骤三、单机等值系统从tc时刻继续运行，将公式(2)的计算结果t＞tc，作为单机等值系统在故障清除后各时刻有功电流的指令值，从而消除光伏电站单机等值模型在故障清除后的等值误差，产生和光伏电站一致的动态功率恢复行为；式中，ki是光伏电站第i台机组故障清除后的有功恢复速率，m1为故障清除后有功功率直接恢复至稳态的机组数量，为第i台机组的稳态有功功率，为第m1+1台机组到达稳态的时刻，m2为机组的编号，m2＝m1+1～n-m1，为第i台机组在恢复过程中的起始功率，可由公式(3)计算，式中，为第i台机组在恢复过程中的起始电压，一般在0.2p.u.至0.9p.u.之间，PC为0至1之间的常数。优选地，步骤二和三中所有机组按照各自稳态有功功率的大小进行升序排列，因此且故障清除后所有机组达到各自稳态时刻的排序ts1≤ts2≤…≤tsn。本专利技术的有益效果：本专利技术给出了光伏电站在故障穿越全过程有功动态行为的解析表达式，分别根据光伏电站在故障期间的有功功率和在故障清除后的动态电流解析表达式计算出有功电流分量，替换单机等值系统有功功率控制通道在t0～tc时间段内相应时刻有功电流的参考值和单机等值系统有功功率控制通道在故障清除后即tc时刻后的有功电流参考值，形成了新的单机等值方法，有效地消除了等值误差，跟踪了详细光伏电站有功功率的动态行为。该方法计算简单方便，物理含义明晰，所需参数少，计算量小，便于工程技术人员掌握。所以本专利技术不仅能够取得较高的精度，而且能够兼顾计算量。附图说明图1为光伏电站解析单机等值方法的流程图；图2为某实际光伏电站的结构图；图3为本专利技术所述的光伏电站单机等值系统，所采用的参考值计算方法为本专利技术所提出的解析等值方法；图4为某实际光伏电站在某10个时间断面测量得到的实际光照强度数据；图5为传统单机等值模型及本专利技术提出的解析单机等值模型在不同光照场景下，相对于等值前的光伏电站，故障穿越全过程的有功功率的暂态响应误差；图6(a)至图6(d)分别为不同光照场景下，光伏电站、其传统单机等值模型及本专利技术提出的解析单机等值模型的故障穿越全过程的电压、电流、有功功率和无功功率在故障穿越全过程动态行为的对比图；图7为传统单机等值模型及本专利技术提出的解析单机等值模型在不同电压跌落情况下，相对于等值前的光伏电站，故障穿越全过程的有功功率的暂态响应误差；图8(a)至图8(d)分别为不同电压跌落情况下，光伏电站、其传统单机等值模型及本专利技术提出的解析单机等值模型的故障穿越全过程的电压、电流、有功功率和无功功率在故障穿越全过程动态行为的对比图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述光伏电站解析单机等值方法，包括以下步骤：步骤一、以如图2所示的某实际50MW光伏电站(100台机组，每台机组1.5MW，机组参数如表1所示)为例，将光伏电站内所有光伏发电机组等值为一台机组，获得如图3所示的单机等值系统，运行单机等值系统至t0(2s)时刻，t0表示光伏电站出口处发生三相短路故障(本实施例中电压跌落至0.3p.u.)的时刻。表1光伏发电机组的主要参数步骤二、如图3所示的单机等值系统从t0时刻继续运行至tc(2.15s)时刻，tc表示故障清除时刻，在t0时刻至tc时刻运行过程中，将公式(4)的计算结果作为单机等值系统在2～2.15s时间段各时刻有功电流的指令值，从而消除光伏电站单机等值模型在2～2.15s的等值误差，产生和光伏电站一致的故障行为：式中，为单机等值系统有功电流的指令值，t是当前仿真运行时间，n为光伏电站中机组的台数，等于100，为第i台机组的稳态电压，可以由等值机的稳态机端电压和光伏电站的集电网络根据潮流计算推导而得，为第i台机组稳态电流的有功分量，可通过测量得到，uPVi为第i台机组的实时电压，可以由等值机的实时机端电压uEQ和光伏电站的集电网络根据潮流计算推导而得，Imax为最大电流，kQ为常数，可通过机组的参数手册得到，本实施例中，Imax为1.1p.u.，kQ为1.5。步骤三、图3所示的单机等值系统从tc(2.15s)时刻继续运行，将公式(5)的计算结果t＞tc，作为单机等值系统在故障清除后各时刻有功电流的指令值，从而消除光伏电站单机等值模型在故障清除后的等值误差，产生和光伏电站一致的故障后行为：式中，ki是光伏电站第i台机组故障清除后的有功恢复速率，本实施例中等于0.3pu/s，为第i台机组的稳态有功功率，可通过测量得到，tsm1+1为第m1+1台机组到达稳态的时刻，m2为机组的编号，m2＝m1+1～n-m1，m1为故障清除后有功功率直接恢复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光伏电站解析单机等值方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤一、将光伏电站内所有光伏发电机组等值为一台机组，获得单机等值系统，运行单机等值系统至t

【技术特征摘要】
1.光伏电站解析单机等值方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将光伏电站内所有光伏发电机组等值为一台机组，获得单机等值系统，运行单机等值系统至t0时刻，t0表示光伏电站出口处发生三相短路故障的时刻；
步骤二、单机等值系统从t0时刻继续运行至tc时刻，tc表示故障清除时刻，在t0时刻至tc时刻运行过程中，将公式(1)的计算结果作为单机等值系统在t0～tc时间段各时刻有功电流的指令值，从而消除光伏电站单机等值模型在故障期间的等值误差，产生和光伏电站一致的故障行为；



式中，为单机等值系统有功电流的指令值，t是当前仿真运行时间，n为光伏电站中机组的台数，为第i台机组的稳态电压，为第i台机组稳态电流的有功分量，uEQ为光伏电站单机等值系统的等值机机端电压，uPVi为第i台机组的实时电压，Imax为最大电流，kQ为常数，
步骤三、单机等值系统从tc时刻继续运行，将公式(2)的计算结果t＞tc，作为单机等值系统在故障清除后各时刻有功电流的指令值，从而消除光伏电站单机等值模型在故障清除后的等值误差，产生和光伏电站一致的故障后行为；



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【专利技术属性】
技术研发人员：晁璞璞，李卫星，牟晓明，段方维，张艳军，韩月，刘道伟，孙峰，王超，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，中国电力科学研究院有限公司，国网辽宁省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23