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基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法及系统技术方案

技术编号:43353913 阅读:19 留言:0更新日期:2024-11-19 17:41
本发明专利技术提出了基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法及系统,属于光伏电站等值建模技术领域;通过获取光伏电站的外界环境参数并设置太阳电池各项参数初始值;结合五参数模型计算光伏发电单元逆变器的输出功率总和,以输出功率总和减去变压器及线路的功率损耗作为光伏电站接入电网的功率;基于五参数模型搭建光伏发电单元的诺顿等效电路并对电气变量和电路参数分别进行快变更新和慢变校正;将经过快变更新和慢变矫正后的参数反馈至太阳电池模型并判断是否存在参数越限,如果越限,则重新设置太阳电池各项参数的初始值;如果不越限,则得出光伏电站的等值建模结果。本发明专利技术能够准确的表征大型并网光伏电站的稳态特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光伏电站等值建模,尤其涉及基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法及系统


技术介绍

1、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。

2、目前,常见的光伏发电系统主要分为离网型和并网型两种,由于光伏发电系统的生产成本较高,以往的太阳能发电主要应用于偏远、难以接入常规电网的地区,且多采用小型或中型离网系统。然而,随着社会的不断发展和科技的持续进步,光伏发电的应用已经从偏远地区逐步扩展到并网光伏发电和光伏智能建筑领域,实现了快速发展。与离网型电站相比,光伏电站并入大电网具有多方面优势。首先,无需担心对负载供电的稳定性和电能质量问题;其次,光伏电池能够持续在最大功率点运行,由大电网接纳光伏电站发出的全部电能,从而提高了光伏发电的效率;最后,省去了蓄电池作为储能环节,减少了蓄电池充放电过程中的能量损失,同时也避免了蓄电池的运行与维护费用以及废旧蓄电池可能带来的间接污染。

3、随着并网投运的光伏电站逐渐增多,光伏系统的整体建模工作与并网特性分析变得愈发重要,然而专利技术人发现,现有的光伏电站等值建模方法存在一定的技术问题,例如:现有的光伏电站等值建模方法普遍采用将光伏电站直接等值为一个节点,而未曾考虑光伏电站的出力特性以及光伏电站内部的各类损耗所带来的计算误差,致使在对大型并网光伏电站进行等值建模时,难以准确表征该大型并网光伏电站的稳态特性。


技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足,本专利技术提供了基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法及系统,能够准确的表征大型并网光伏电站的稳态特性。

2、为实现上述目的,本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案:

3、本专利技术第一方面提供了基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法。

4、基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,包括:

5、获取光伏电站的外界环境参数,并设置光伏电站内太阳电池各项参数的初始值;

6、结合五参数模型计算光伏发电单元逆变器的输出功率总和,以所述输出功率总和减去变压器及线路的功率损耗作为光伏电站接入电网的功率,即逆变器控制器的功率变换模型;

7、基于所述五参数模型搭建所述光伏发电单元的诺顿等效电路,基于所述诺顿等效电路对五参数中的电气变量和电路参数分别进行快变更新和慢变校正;

8、将经过快变更新和慢变矫正后的网侧参数反馈至所述太阳电池模型并判断是否存在参数越限,如果越限,则重新设置光伏电站内太阳电池各项参数的初始值并重新计算;如果不越限,则得出光伏电站的等值建模结果。

9、进一步地,所述光伏电站的外界环境参数包括光伏阵列的表面温度和太阳辐射强度。

10、进一步地,所述光伏电站内太阳电池各项参数包括太阳电池的串联电阻、并联电阻及相同温度下不同光照强度下的太阳电池最大功率追踪点电压和电流。

11、进一步地,所述五参数模型依照变化时间尺度可以分为四种类型,即:电气变量、电路参数、环境变量和常量。

12、进一步地,对五参数中的电气变量进行快变更新,具体的:通过取所述诺顿等效电路中时刻和时刻做差来构建迭代公式,并将所述诺顿等效电路代入所构建的迭代公式来进行电气变量的快变更新。

13、进一步地,对五参数中的电路参数进行慢变矫正,具体的:在参数回传时,判断参数矫正所采用的端口电压与当前电压是否一致,若一致,则暂不进行矫正;若不一致,则将计算分解于多步仿真下,进行参数矫正。

14、本专利技术第二方面提供了基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模系统。

15、基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模系统,包括:

16、参数获取模块,被配置为:获取光伏电站的外界环境参数,并设置光伏电站内太阳电池各项参数的初始值;

17、并网功率计算模块,被配置为:结合五参数模型计算光伏发电单元逆变器的输出功率总和,以所述输出功率总和减去变压器及线路的功率损耗作为光伏电站接入电网的功率,即逆变器控制器的功率变换模型;

18、参数更新及矫正模块,被配置为:基于所述五参数模型搭建所述光伏发电单元的诺顿等效电路,基于所述诺顿等效电路对五参数中的电气变量和电路参数分别进行快变更新和慢变校正;

19、等值建模模块,被配置为:将经过快变更新和慢变矫正后的网侧参数反馈至所述太阳电池模型并判断是否存在参数越限,如果越限,则重新设置光伏电站内太阳电池各项参数的初始值并重新计算;如果不越限,则得出光伏电站的等值建模结果。

20、本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法中的步骤。

21、本专利技术第四方面提供了电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法中的步骤。

22、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:

23、本专利技术在对光伏电站进行等值建模时,通过结合五参数模型计算光伏发电单元逆变器的输出功率总和,并以输出功率总和减去变压器及线路的功率损耗作为光伏电站接入电网的功率,即逆变器控制器的功率变换模型。相比于现有技术中直接将光伏电站等值为一个节点的建模方法,更加充分的考虑到了光伏电站的出力特性以及光伏电站内部的各类损耗所带来的计算误差,因此,本专利技术能够更加准确的表征大型并网光伏电站的稳态特性。

24、本专利技术基于诺顿等效电路对五参数中的电气变量和电路参数分别进行迭代,即对电气变量通过迭代进行快变更新、对电路参数通过迭代进行慢变校正,并将经过分类迭代后的网侧参数反馈至所述太阳电池模型。通过参数的更新与矫正,能够进一步提高对于光伏电站接入电网的功率的计算精度,进而更好的保证对大型并网光伏电站的稳态特性表征的准确性。

25、本专利技术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,或通过本专利技术的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述光伏电站的外界环境参数包括光伏阵列的表面温度和太阳辐射强度。

3.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述光伏电站内太阳电池各项参数包括太阳电池的串联电阻、并联电阻及相同温度下不同光照强度下的太阳电池最大功率追踪点电压和电流。

4.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述五参数模型依照变化时间尺度可以分为四种类型,即:电气变量、电路参数、环境变量和常量。

5.如权利要求4所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述电气变量包括光伏电池端口电压、光伏电池端口电流和光伏二极管端口电压;所述电路参数包括光电二极管光生电流、二极管饱和电流、二极管理想参数、串联等效电阻和并联等效电阻;所述环境变量包括当前环境辐照度和当前环境温度;所述常量包括标准工况辐照度、标准工况温度、光伏组件的串联数目和光伏组件中光伏电池的数目。

6.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,对五参数中的电气变量进行快变更新,具体的:通过取所述诺顿等效电路中时刻和时刻做差来构建迭代公式,并将所述诺顿等效电路代入所构建的迭代公式来进行电气变量的快变更新。

7.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,对五参数中的电路参数进行慢变矫正,具体的:在参数回传时,判断参数矫正所采用的端口电压与当前电压是否一致,若一致,则暂不进行矫正;若不一致,则将计算分解于多步仿真下,进行参数矫正。

8.基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模系统,其特征在于,包括:

9.计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法中的步骤。

10.电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法中的步骤。

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【技术特征摘要】

1.基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述光伏电站的外界环境参数包括光伏阵列的表面温度和太阳辐射强度。

3.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述光伏电站内太阳电池各项参数包括太阳电池的串联电阻、并联电阻及相同温度下不同光照强度下的太阳电池最大功率追踪点电压和电流。

4.如权利要求1所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述五参数模型依照变化时间尺度可以分为四种类型,即:电气变量、电路参数、环境变量和常量。

5.如权利要求4所述的基于逆变器控制器变换的光伏电站等值建模方法,其特征在于,所述电气变量包括光伏电池端口电压、光伏电池端口电流和光伏二极管端口电压;所述电路参数包括光电二极管光生电流、二极管饱和电流、二极管理想参数、串联等效电阻和并联等效电阻;所述环境变量包括当前环境辐照度和当前环境温度;所述常量包括标准工况辐照度、标准工况温度、光伏组件的串联数目和光伏组件中光...

【专利技术属性】
技术研发人员:李涛杜鹏闫红运韩云科王振宙
申请(专利权)人:长江三峡集团江苏能源投资有限公司
类型:发明
国别省市:

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