本发明专利技术公开了一种基于实时数字仿真仪的光伏发电系统等值方法，考虑到光伏发电系统详细模型的复杂性，对光伏发电系统进行了分块等值，以每条集电线支路对应的光伏发电单元作为一个模块进行等值，然后再将各等值模块进行汇总，完成最终的光伏发电系统等值建模。本发明专利技术通过所提分层等值方法可简化光伏发电系统的等值过程，缩短等值建模周期，且在每层等值过程中都可进行模型准确性验证，提高了等值模型的准确性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，考虑到光伏发电系统详细模型的复杂性，对光伏发电系统进行了分块等值，以每条集电线支路对应的光伏发电单元作为一个模块进行等值，然后再将各等值模块进行汇总，完成最终的光伏发电系统等值建模。本专利技术通过所提分层等值方法可简化光伏发电系统的等值过程，缩短等值建模周期，且在每层等值过程中都可进行模型准确性验证，提高了等值模型的准确性。【专利说明】
本专利技术涉及建模领域，特别涉及。
技术介绍
由于传统化石能源的快速消耗及环境污染的日趋严重，世界各国对新能源的开发日益关注。光伏发电作为一种清洁能源发电技术，具有低碳、绿色和环保的特点，越来越受到国家的重视，多个兆瓦级并网光伏发电系统示范工程已相应开工或建成。伴随光伏发电的快速发展，光伏发电的大型化、规模化发展将成为未来的发展趋势。随着光伏发电系统发电容量和规模的增大，光伏发电系统对电网的影响也逐渐显现。由于光伏发电具有不同于常规能源发电的特点，其接入对接入点区域电网的安全、稳定、可靠运行带来了巨大挑战。 为了较好的研究大规模光伏发电系统接入电网的并网特性，降低光伏发电系统对电网的影响，需要建立光伏发电系统仿真模型。光伏发电系统主要由若干光伏阵列、并网逆变器、变压器和集电线路等组成，如果要建立包含以上各模块的光伏电站详细模型，将会极大地增加仿真的复杂度，导致系统仿真速度变慢，消耗计算时间长，从而降低了系统仿真的效率，因此建立光伏发电系统的等值模型具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改进上述方法存在的不足，提供，通过所提分层等值方法可简化光伏发电系统的等值过程，缩短等值建模周期，且在每层等值过程中都可进行模型准确性验证，提高了等值模型的准确性。 本专利技术采用的技术方案为: ，其特征在于，包括以下步骤: (I)对光伏发电系统进行分层处理，分为底层、中间层和顶层，共3层； (2)建立底层的详细模型，底层为光伏阵列发电单元层，包括光伏阵列模型、并网逆变器模型、集电线路模型； (3)对底层详细模型进行等值处理，建立光伏阵列发电单元等值模型，并对模型准确性进行验证，包括光伏阵列等值、逆变器参数等值和变压器参数等值； (4)建立中间层的详细模型，中间层由各光伏阵列发电单元组成，包括光伏阵列发电单元模型、各发电单元间的连接线模型； (5)对中间层进行等值建模，完成光伏发电单元等值和连接线路等值，并进行模型准确性验证； (6)建立顶层的详细模型，顶层由各并网支路模型组成，包括各支路等值模型和集电线路等值模型； (7)对顶层进行等值建模，完成整个光伏发电系统的等值模型，并进行模型准确性验证。 进一步的，等值模型额定容量等于各光伏阵列发电单元模型额定容量之和，即 η Seq=YjSii=\ 式中，η为光伏发电系统中光伏阵列发电子单元的数量；Seq为等值模型额定容量；Si为光伏发电系统中第i个发电单元的额定容量。 进一步的，等值模型的并网有功功率等于各光伏阵列发电单元的并网有功功率之和，即 η Pv = Σ ^i=l 式中，Prai为等值模型并网有功功率A为光伏发电系统中第i个发电单元并网有功功率； 等值模型的并网无功功率等于各光伏阵列发电单元的并网无功功率之和，即 η Qeq=YjQi i=l 式中，Qeq为等值模型并网无功功率；Qi为光伏发电系统中第i个发电单元并网无功功率。 进一步的，并网逆变器参数主要包括直流侧电容和交流侧滤波电感，其聚合参数计算公式为 Qceq =QcXW ij / L =V etI Zn 式中，Cdc eq为等值模型直流侧电容；Cd。为单个光伏阵列发电单元直流侧电容；Leq为等值模型交流侧滤波电感山为单个光伏阵列发电单元交流侧滤波电感。 进一步的，变压器等值参数为iST—eq = STxn 彳F / X = t'/ (eq /n 式中，ST eq为等值模型变压器额定容量，St为变压器额定容量，Xtr eq为等值模型变压器阻抗，XtaS变压器阻抗。 进一步的，集电线路等值阻抗为 「 ?Χ+22Χ+-..+ ?2Χ, X =—^-2-γ-^ 叫η2 式中，ΧρΧ2、…、X5为对应集电线路阻抗。 当电压恒定时，无功功率与电容成正比，在集电线路中，线路电压恒定，线路等值电容值为 Ceq = ^+-+Cn 式中，Ceq为线路等值电容，Cp C2、…、Cn为相应线路段电容。 本专利技术与现有技术相比，其有益效果为，所提出的方法可以实现简化光伏发电系统的等值过程，缩短等值建模周期，且在每层等值过程中都可进行模型准确性验证，提高了等值模型的准确性。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的流程示意图； 图2是本专利技术实施例中光伏发电系统集电线路结构图； 图3是本专利技术实施例中光伏阵列发电单元等值图； 图4是本专利技术实施例中集电线路等值图； 图5是本专利技术实施例中光伏发电系统等值结果图； 图6是本专利技术实施例中光伏发电系统等值模型随光照变化动态仿真结果图； 图7是本专利技术实施例中光伏发电系统等值模型三相接地短路故障时仿真结果图。 【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术做进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。 如图1所示，本专利技术提供，具体步骤如下: (I)对光伏发电系统进行分层处理，主要分为底层、中间层和顶层，共3层； (2)建立底层的详细模型，底层为光伏阵列发电单元层，主要包括光伏阵列模型、并网逆变器模型、集电线路模型； (3)对底层详细模型进行等值处理，建立光伏阵列发电单元等值模型，并对模型准确性进行验证，主要包括光伏阵列等值、逆变器参数等值和变压器参数等值； (4)建立中间层的详细模型，中间层由各光伏阵列发电单元组成，主要包括光伏阵列发电单元模型、各发电单元间的连接线模型； (5)对中间层进行等值建模，完成光伏发电单元等值和连接线路等值，并进行模型准确性验证； (6)建立顶层的详细模型，顶层由各并网支路模型组成，主要包括各支路等值模型和集电线路等值模型； (7)对顶层进行等值建模，完成整个光伏发电系统的等值模型，并进行模型准确性验证。 进一步的，等值模型额定容量等于各光伏阵列发电单元模型额定容量之和，即 η Seq=YuSi?=\ 式中，η为光伏发电系统中光伏阵列发电子单元的数量；Se(1为等值模型额定容量；Si为光伏发电系统中第i个发电单元的额定容量。 进一步的，等值模型的并网有功功率等于各光伏阵列发电单元的并网有功功率之和，即 η Peq -^jPi/=1 式中，Peq为等值模型并网有功功率A为光伏发电系统中第i个发电单元并网有功功率； 等值模型的并网无功功率等于各光伏阵列发电单元的并网无功功率之和，即 η Qcq =Χβ仁I 式中，Qeq为等值模型并网无功功率；Qi为光伏发电系统中第i个发电单元并网无功功率。 进一步的，并网逆变器参数主要包括直流侧电容和交流侧滤波电感，其聚合参数计算公式为 Qc { τ / \L^ = /n 式中，Cdc eq为等值模型直流侧电容；Cd。为单个光伏阵列发电单元直流侧电容；Leq为等值模型交流侧滤波电感山为单个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于实时数字仿真仪的光伏发电系统等值方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对光伏发电系统进行分层处理，分为底层、中间层和顶层；(2)建立底层的详细模型，底层为光伏阵列发电单元层，包括光伏阵列模型、并网逆变器模型、集电线路模型；(3)对底层详细模型进行等值处理，建立光伏阵列发电单元等值模型，并对模型准确性进行验证，包括光伏阵列等值、逆变器参数等值和变压器参数等值；(4)建立中间层的详细模型，中间层由各光伏阵列发电单元组成，包括光伏阵列发电单元模型、各发电单元间的连接线模型；(5)对中间层进行等值建模，完成光伏发电单元等值和连接线路等值，并进行模型准确性验证；(6)建立顶层的详细模型，顶层由各并网支路模型组成，包括各支路等值模型和集电线路等值模型；(7)对顶层进行等值建模，完成整个光伏发电系统的等值模型，并进行模型准确性验证。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，郭晓斌，许爱东，雷金勇，黄焘，杨苹，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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