一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法和系统，将进行机电暂态仿真的光伏发电系统的建模分为一次系统和二次系统两部分，一次系统由机电暂态仿真软件采用标准模型进行建模，二次系统由设备厂家采用动态链接库方式进行建模，既可以降低设备厂家建立动态链接库模型的难度和工作量，实现对光伏发电系统的完全准确建模，又能保护设备厂家的商业机密，不存在控制策略泄密的风险，解决了现有的光伏发电系统机电暂态仿真在设备厂家不公开机型控制策略的情况下，难以准确对光伏发电系统进行建模，使得光伏发电系统的机组模型与实际机组模型的动态响应相同，导致机电暂态仿真结果准确性低的技术问题

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力系统机电暂态分析
，尤其涉及一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法和系统
。

技术介绍

[0002]机电暂态仿真是电力系统进行安全稳定计算应用最广泛的手段之一
。
在“碳达峰
、
碳中和”的背景下，光伏发电等新能源发电系统迅速发展，其在电力系统中的电源装机比例逐渐升高，光伏发电系统的动态特性对电力系统的暂态稳定性影响逐渐增大，光伏发电系统模型是否准确成为机电暂态仿真结果是否准确的关键因素
。
[0003]在现有的机电暂态仿真中，对于光伏发电系统，一般由仿真软件提供标准模型，包括光伏电池模型
、
变流器一次系统模型
、
变流器控制系统模型
、
保护系统模型等
。
每部分模型由仿真软件给出几种典型模型结构，在某一个具体的光伏发电系统型号建模时，从仿真软件给出的几种典型模型结构中选择一种，并辨识出一组参数，用来拟合实际型号光伏发电系统的动态响应
。
实际的光伏发电系统，设备厂家众多，每个设备厂家也包括多种不同的机型，每种机型也可能因为控制软件升级产生不同的控制软件版本，每种不同机型或不同软件版本的机组动态响应均不相同
。
并且，由于商业保密等原因，光伏发电系统设备厂家并不会公开机型的相关控制策略
。
因此，仿真软件提供的标准模型和根据标准模型辨识得到的机组模型，与实际机组的控制策略可能存在较大差异，动态响应也难以完全相同，不能准确的模拟光伏发电系统的动态响应，影响光伏发电的消纳和送出
。
因此，如何在光伏发电系统设备厂家不公开机型控制策略的情况下，准确对光伏发电系统进行建模，使得光伏发电系统的机组模型与实际机组模型的动态响应相同，提高机电暂态仿真结果的准确性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法和系统，用于解决现有的光伏发电系统机电暂态仿真在设备厂家不公开机型控制策略的情况下，难以准确对光伏发电系统进行建模，使得光伏发电系统的机组模型与实际机组模型的动态响应相同，导致机电暂态仿真结果准确性低的技术问题
。
[0005]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法，包括：
[0006]将光伏发电系统机电暂态模型划分为一次系统和二次系统；
[0007]通过机电暂态仿真软件提供的标准模型结构和由设备厂家提供的一次系统设计参数构建一次系统模型；
[0008]通过动态链接库构建二次系统模型，二次系统模型包括
MPPT
控制系统模型和并网控制系统模型；
[0009]将一次系统模型与二次系统模型连接；
[0010]在二次系统模型初始化阶段，二次系统模型由一次系统模型调用，确保光伏发电系统的机电暂态仿真从平衡态起步，二次系统模型根据动态链接库模型的内部参数
、
一次系统模型的并网点电压信息
、
并网点频率信息和光伏发电一次系统信息进行初始化，计算光伏发电系统的
DC
‑
AC
变换器直流电压
、DC
‑
DC
变换器光伏电池侧直流电压
、
光伏电池输出直流电流
、DC
‑
DC
变换器输出直流电流
、
光伏发电系统输出的有功电流和光伏发电系统输出的无功电流，并将计算结果传递至一次系统模型；
[0011]在仿真计算阶段，二次系统模型的每个步长由一次系统模型调用，二次系统模型从一次系统模型获取并网点电压信息
、
并网点频率信息和光伏发电一次系统信息，计算光伏发电系统输出有功功率
、
光伏发电系统输出无功功率
、
光伏发电系统输出有功电流和光伏发电系统无功电流，并将计算结果传递至一次系统模型
。
[0012]可选地，并网点电压信息包括正序电压幅值
、
正序电压相角
、
负序电压幅值
、
负序电压相角
、
零序电压幅值和零序电压相角
。
[0013]可选地，光伏发电一次系统信息包括
DC
‑
AC
变换器直流电压
、DC
‑
DC
变换器光伏电池侧直流电压
、
光伏电池输出直流电流
、DC
‑
DC
变换器输出直流电流
、
光伏
DC
‑
AC
变换器输出有功功率
、
光伏
DC
‑
AC
变换器输出无功功率
、
光伏
DC
‑
AC
变换器输出有功电流和光伏
DC
‑
AC
变换器输出无功电流
。
[0014]可选地，一次系统模型的并网点电压信息
、
并网点频率信息和光伏发电一次系统信息均采用有名值
。
[0015]可选地，动态链接库采用
C、C++
或
FORTRAN
语言编写
。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模系统，包括：
[0017]预处理模块，用于将光伏发电系统机电暂态模型划分为一次系统和二次系统；
[0018]第一建模模块，用于通过机电暂态仿真软件提供的标准模型结构和由设备厂家提供的一次系统设计参数构建一次系统模型；
[0019]第二建模模块，用于通过动态链接库构建二次系统模型，二次系统模型包括
MPPT
控制系统模型和并网控制系统模型；
[0020]连接模块，用于将一次系统模型与二次系统模型连接；
[0021]调用模块，用于：
[0022]调用初始化功能，在二次系统模型初始化阶段，二次系统模型由一次系统模型调用，确保光伏发电系统的机电暂态仿真从平衡态起步，二次系统模型根据动态链接库模型的内部参数
、
一次系统模型的并网点电压信息
、
并网点频率信息和光伏发电一次系统信息进行初始化，计算光伏发电系统的
DC
‑
AC
变换器直流电压
、DC
‑
DC
变换器光伏电池侧直流电压
、
光伏电池输出直流电流
、DC
‑
DC
变换器输出直流电流
、
光伏发电系统输出的有功电流和光伏发电系统输出的无功电流，并将计算结果传递至一次系统模型；
[0023]调用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法，其特征在于，包括：将光伏发电系统机电暂态模型划分为一次系统和二次系统；通过机电暂态仿真软件提供的标准模型结构和由设备厂家提供的一次系统设计参数构建一次系统模型；通过动态链接库构建二次系统模型，二次系统模型包括
MPPT
控制系统模型和并网控制系统模型；将一次系统模型与二次系统模型连接；在二次系统模型初始化阶段，二次系统模型由一次系统模型调用，确保光伏发电系统的机电暂态仿真从平衡态起步，二次系统模型根据动态链接库模型的内部参数
、
一次系统模型的并网点电压信息
、
并网点频率信息和光伏发电一次系统信息进行初始化，计算光伏发电系统的
DC
‑
AC
变换器直流电压
、DC
‑
DC
变换器光伏电池侧直流电压
、
光伏电池输出直流电流
、DC
‑
DC
变换器输出直流电流
、
光伏发电系统输出的有功电流和光伏发电系统输出的无功电流，并将计算结果传递至一次系统模型；在仿真计算阶段，二次系统模型的每个步长由一次系统模型调用，二次系统模型从一次系统模型获取并网点电压信息
、
并网点频率信息和光伏发电一次系统信息，计算光伏发电系统输出有功功率
、
光伏发电系统输出无功功率
、
光伏发电系统输出有功电流和光伏发电系统无功电流，并将计算结果传递至一次系统模型
。2.
根据权利要求1所述的光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法，其特征在于，并网点电压信息包括正序电压幅值
、
正序电压相角
、
负序电压幅值
、
负序电压相角
、
零序电压幅值和零序电压相角
。3.
根据权利要求2所述的光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法，其特征在于，光伏发电一次系统信息包括
DC
‑
AC
变换器直流电压
、DC
‑
DC
变换器光伏电池侧直流电压
、
光伏电池输出直流电流
、DC
‑
DC
变换器输出直流电流
、
光伏
DC
‑
AC
变换器输出有功功率
、
光伏
DC
‑
AC
变换器输出无功功率
、
光伏
DC
‑
AC
变换器输出有功电流和光伏
DC
‑
AC
变换器输出无功电流
。4.
根据权利要求3所述的光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法，其特征在于，一次系统模型的并网点电压信息
、
并网点频率信息和光伏发电一次系统信息均采用有名值
。5.
根据权利要求1所述的光伏发电系统的机电暂态分析模型建模方法，其特征在于，动态链接库采用
C、C++
或
FORTRAN
语言编写
。6.
一种光伏发电系统的机电暂态分析模型建模系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏寅生，赵利刚，周保荣，徐原，马骞，周挺辉，姚海成，王长香，高琴，甄鸿越，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：