考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法及系统，包括：分别获取光伏并网系统级联运行及并联运行的链路数量，确定谐振观测点的位置；构建光伏并网系统整体导纳矩阵；根据模态分析法计算光伏并网系统整体导纳矩阵的特征值及特征向量，绘制考察频率范围的模态阻抗曲线；基于模态阻抗曲线尖峰处频率，获得k个系统谐振频率；基于谐振频率处系统节点的参与因子排序，评估各谐振观测点的谐振参与灵敏度，进而确定分布式光伏并网系统各谐振观测点的谐振中心。本发明专利技术光伏发电单元聚合等效阻抗模型涵盖级联和并联两种典型分布式光伏汇集结构，保证了所提方法在不同分布式光伏并网场景下有更强的适用性和通用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法及系统


[0001]本专利技术涉及光伏并网系统
，尤其涉及一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]面对能源危机和环境污染的严重压力，可再生分布式能源得到快速发展，尤其是分布式光伏具有规模小、灵活度高等优势，其装机容量在配电系统中大幅增加，尤其以“屋顶光伏”为代表的低压配电网场景下的分布式光伏迅速发展。大规模分布式光伏通过逆变器等设备接入低压配电网，并网逆变器与电网阻抗交互匹配作用下，受非线性电力电子设备及电网背景谐波多重扰动的激励，分布式光伏并网系统的谐振风险增加，严重影响配电网电能质量及安全稳定运行。
[0004]然而，接入配电网的分布式光伏系统种类多样、接入位置各异，且易受地形、系统容量等因素的影响，构成的级联和并联运行等多种类型的分布式光伏汇集结构，谐振特性灵活多变。传统分布式光伏并网系统谐振判定方法仅适用于单一类型逆变器并联运行的单母线拓扑结构，使用场景相对单一，面向大规模分布式光伏接入的低压配电网系统，存在模型求解计算量大，谐振观测点分散冗杂导致分析效率低，谐振频率分析结果准确性不足等问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法及系统，考虑光伏逆变器并网单元汇集结构差异及接入位置差异，建立了光伏逆变器并网单元并联运行和级联运行两种拓扑通用等效阻抗模型，基于模态分析法对分布式光伏并网系统的谐振频率和谐振中心的进行判定，对分布式光伏多类型并网场景的适用性更强，谐振频率计算效率高且识别结果准确。
[0006]在一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0007]一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法，包括：
[0008]分别获取光伏并网系统级联运行及并联运行的链路数量，确定各链路中光伏逆变器并网单元的位置分布及数量，同时确定谐振观测点的位置；
[0009]根据各链路光伏逆变器并网单元的位置分布、数量及谐振观测点的位置，分别得到并联运行及级联运行链路的聚合等效阻抗模型；
[0010]构建由聚合等效阻抗模型和其他设备等效阻抗构成的降阶导纳矩阵，形成光伏并网系统整体导纳矩阵；
[0011]根据模态分析法计算光伏并网系统整体导纳矩阵的特征值及特征向量，绘制考察频率范围的模态阻抗曲线；
[0012]基于模态阻抗曲线尖峰处频率，获得k个系统谐振频率f
r_k
；基于谐振频率处系统节点的参与因子排序，评估各谐振观测点的谐振参与灵敏度，进而确定分布式光伏并网系统各谐振观测点的谐振中心。
[0013]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0014]一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定系统，包括：
[0015]光伏并网系统汇集拓扑确定模块，用于分别获取光伏并网系统级联运行及并联运行的链路数量，确定各链路中光伏逆变器并网单元的位置分布及数量，同时确定谐振观测点的位置；
[0016]聚合等效阻抗模型计算模块，用于根据各链路光伏逆变器并网单元的位置分布、数量及谐振观测点的位置，分别得到并联运行及级联运行链路的聚合等效阻抗模型；
[0017]整体导纳矩阵构建模块，用于构建由聚合等效阻抗模型和其他设备等效阻抗构成的降阶导纳矩阵，形成光伏并网系统整体导纳矩阵；
[0018]模态阻抗曲线绘制模块，用于根据模态分析法计算光伏并网系统整体导纳矩阵的特征值及特征向量，绘制考察频率范围的模态阻抗曲线；
[0019]谐振判定模块，用于基于模态阻抗曲线尖峰处频率，获得k个系统谐振频率f
r_k
；基于谐振频率处系统节点的参与因子排序，评估各谐振观测点的谐振参与灵敏度，进而确定分布式光伏并网系统各谐振观测点的谐振中心。
[0020]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0021]一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法。
[0022]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0023]一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025](1)本专利技术建立了不同类型链路的光伏发电单元聚合等效阻抗模型，模型涵盖级联和并联两种典型分布式光伏汇集结构，保证了所提出的谐振判定方法在不同分布式光伏并网场景下有更强的适用性和通用性。
[0026](2)本专利技术根据电网监测需求确定分布式光伏系统的谐振观测点，非谐振观测节点根据链路类型进行阻抗聚合等效，既能够满足谐振分析需求，又能实现对系统导纳矩阵的有效降阶，减少了谐振分析计算量，提高了谐振分析效率，更符合实际分布式光伏并网发电工程的谐振分析需求。
[0027](3)本专利技术所得到的谐振分析结果包含系统谐振频率、谐振中心，能够实现对分布式光伏并网系统全面深刻的分析，分析结果不仅能为分布式光伏并网系统运行人员提供系统的谐振信息，还能为分布式光伏并网系统的设备选型及拓扑设计规划工作、谐振定位及谐振治理工作提供理论依据，对分布式光伏系统的建设和运行具有应用价值和实际意义。
[0028]本专利技术的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例中的考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法流程图；
[0030]图2为本专利技术实施例中的分布式光伏并网单元主电路结构示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例中的三相并网逆变器控制原理图；
[0032]图4为本专利技术实施例中的含高比例分布式光伏并网系统拓扑结构图；
[0033]图5为本专利技术实施例中的级联运行汇集链路拓扑结构图；
[0034]图6为本专利技术实施例中的并联运行汇集链路拓扑结构图；
[0035]图7为本专利技术实施例中的并网逆变器等效阻抗求取流程图；
[0036]图8为本专利技术实施例中的考虑汇集链路类型的并网系统聚合阻抗等效模型；
[0037]图9为本专利技术实施例中的并网系统谐振模态分析结果图。
具体实施方式
[0038]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0039]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法，其特征在于，包括：分别获取光伏并网系统级联运行及并联运行的链路数量，确定各链路中光伏逆变器并网单元的位置分布及数量，同时确定谐振观测点的位置；根据各链路光伏逆变器并网单元的位置分布、数量及谐振观测点的位置，分别得到并联运行及级联运行链路的聚合等效阻抗模型；构建由聚合等效阻抗模型和其他设备等效阻抗构成的降阶导纳矩阵，形成光伏并网系统整体导纳矩阵；根据模态分析法计算光伏并网系统整体导纳矩阵的特征值及特征向量，绘制考察频率范围的模态阻抗曲线；基于模态阻抗曲线尖峰处频率，获得k个系统谐振频率f
r_k
；基于谐振频率处系统节点的参与因子排序，评估各谐振观测点的谐振参与灵敏度，进而确定分布式光伏并网系统各谐振观测点的谐振中心。2.如权利要求1所述的一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法，其特征在于，分别得到并联运行及级联运行链路的聚合等效阻抗模型，具体为：征在于，分别得到并联运行及级联运行链路的聚合等效阻抗模型，具体为：征在于，分别得到并联运行及级联运行链路的聚合等效阻抗模型，具体为：其中，代表含m台光伏逆变器并网单元的并联运行链路等效阻抗与频率f之间的关系；代表含m台光伏逆变器并网单元的级联运行链路等效阻抗与频率f之间的关系；Z
fcon
(f)为光伏汇集点到电网节点的连接线路阻抗与频率f之间的关系；为含m台光伏逆变器并网单元的级联运行链路辅助计算阻抗与频率f之间的关系；表示含m
‑
1台光伏逆变器并网单元的级联运行链路辅助计算阻抗与频率f之间的关系；Z
oi
(f)表示第i台光伏并网逆变器等效输出阻抗与频率f之间的关系；Z
fi
(f)表示第i台光伏并网逆变器所连线路阻抗与频率f之间的关系；Z
om
(f)表示第m台光伏并网逆变器等效输出阻抗与频率f之间的关系；Z
fm
(f)表示第m台光伏并网逆变器所连线路阻抗与频率f之间的关系。3.如权利要求1所述的一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法，其特征在于，形成的光伏并网系统整体导纳矩阵，具体为：其中，Y
fconk
(f)＝1/Z
fconk
(f)表示光伏汇集点到电网节点的连接线路导纳与频率f之间的关系；Y
grid
(f)表示网侧等效导纳与频率f之间的关系；Y
load
(f)表示负荷等效导纳与频率f
之间的关系；Y
agk
(f)为光伏并网系统第k条链路的聚合导纳与频率f之间的关系；k表示光伏并网系统的链路序号。4.如权利要求3所述的一种考虑汇集结构的分布式光伏并网系统谐振判定方法，其特征在于，所述光伏并网系统第k条链路的聚合导纳与频率f之间的关系，具体为：其中，代表含m台光伏逆变器并网单元的并联运行链路等效阻抗与频率f之间的关系；代表含m台光伏逆变器并网单元的级联运行链路...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华佳，张岩，曹文君，李付存，于丹文，张青青，王庆玉，张高峰，孙运涛，秦佳峰，张皓，张磊，赵康，苏永智，郭富胜，孙萌萌，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：