一种基于特征距离的光伏发电单元群等值建模方法
【专利摘要】本发明属于光伏发电【技术领域】，具体涉及一种基于特征距离的光伏发电单元群等值建模方法。该方法的步骤为：一、对光伏电站中各发电单元进行编号，读取每个发电单元中逆变器的参数；二、计算一个发电单元中逆变器参数的轨迹灵敏度并组成一个列向量；三、计算所有发电单元之间的特征距离；四、将每个发电单元依次作为主单元，分别计算每个主单元与其余所有发电单元之间的特征距离之和；五、选择特征距离之和最小的主单元作为主导发电单元；六、将主导发电单元中逆变器的参数作为光伏发电单元群等值机的参数，并将该等值机的额定容量修改为群内各发电单元的额定容量之和。本发明的等值建模方法物理概念清晰，提高了等值建模的精度。
【专利说明】一种基于特征距离的光伏发电单元群等值建模方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于光伏发电【技术领域】，具体涉及一种基于特征距离的光伏发电单元群等值建模方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国并网太阳能发电呈现跨越式发展。根据国家新能源发展规划，到2015年，我国并网光伏发电装机容量将达到3500万千瓦。在西部地区，日照时间长并且气候干燥少雨，太阳能资源非常丰富，己建设了许多大规模光伏发电站。大规模的光伏电站接入电网后，光伏发电输出功率的波动性将会对电网安全稳定运行产生影响。为了分析并网光伏电站对电网的影响，迫切需要建立合适的光伏电站模型。
[0003]大型光伏发电站占地面积大，通常由数十至数百个光伏发电单元并联而成，电站的装机容量可以达到数百兆瓦。在建立光伏电站模型时，一种方法是对每个光伏发电单元分别建模，然后根据电气连接关系组成完整的电站详细模型。这种建模方法与实际发电单元一一对应，模型数量众多，电站模型将会变得非常复杂。在进行大型电力系统分析计算时，如果采用详细模型计算效率非常低，仿真耗时长，且可能导致计算收敛性变差影响计算结果的准确性。
[0004]另一种方法是采用等值建模的思路，先对光伏电站进行分群，将若干个动态响应特性相近的发电单元组成一个光伏发电单元群。对于光伏发电单元群来说，各个发电单元的电气结构相似，由光伏方阵、逆变器和单元升压变压器组成。如果用一个等值模型能够模拟群内所有发电单元的响应特性，那么就可以利用等值发电单元模型来替代详细模型，对光伏发电单元群模型进行等值降阶，提高仿真效率。建模的关键就在于对光伏发电单元群进行准确的建模。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种用于简化光伏发电单元群模型的基于特征距离的光伏发电单元群等值建模方法。
[0006]本发明的等值建模方法是通过如下技术方案实现的:
[0007]一种基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，该方法包括如下步骤:
[0008]步骤一、对光伏电站中各发电单元进行编号，读取每个发电单元中逆变器的参数；
[0009]步骤二、计算一个发电单元中逆变器参数的轨迹灵敏度并组成一个列向量；
[0010]步骤三、计算所有发电单元之间的特征距离；
[0011]步骤四、将每个发电单元依次作为主单元，分别计算每个主单元与其余所有发电单元之间的特征距离之和；
[0012]步骤五、选择特征距离之和最小的主单元作为主导发电单元；
[0013]步骤六、将主导发电单元中逆变器的参数作为光伏发电单元群等值机的参数，并将该等值机的额定容量修改为群内各发电单元的额定容量之和，即完成光伏发电单元群等值模型的建立。
[0014]所述步骤一中，每个发电单元中逆变器的参数均包括逆变器的直流电压PI控制器参数Kpv、Kiv和无功功率PI控制器参数KM、Kiq0
[0015]所述步骤二中，将一个发电单元中逆变器参数的轨迹灵敏度组成如下式所述的列向量3，
【权利要求】
1.一种基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤一、对光伏电站中各发电单元进行编号，读取每个发电单元中逆变器的参数； 步骤二、计算一个发电单元中逆变器参数的轨迹灵敏度并组成一个列向量； 步骤三、计算所有发电单元之间的特征距离； 步骤四、将每个发电单元依次作为主单元，分别计算每个主单元与其余所有发电单元之间的特征距离之和； 步骤五、选择特征距离之和最小的主单元作为主导发电单元； 步骤六、将主导发电单元中逆变器的参数作为光伏发电单元群等值机的参数，并将该等值机的额定容量修改为群内各发电单元的额定容量之和，即完成光伏发电单元群等值模型的建立。
2.根据权利要求1所述的基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，所述步骤一中，每个发电单元中逆变器的参数均包括逆变器的直流电压PI控制器参数Kpv、Kiv和无功功率PI控制器参数KM、Kiq0
3.根据权利要求1所述的基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，所述步骤二中，将一个发电单元中逆变器参数的轨迹灵敏度组成如下式所述的列向量^:
4.根据权利要求1所述的基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，所述步骤三中，计算所有发电单元之间特征距离的步骤包括: 步骤31、将每个发电单元中逆变器的参数组成一个行向量； 步骤32、根据一个列向量和各个行向量，计算出每两个发电单元之间的特征距离。
5.根据权利要求4所述的基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，所述步骤31中，通过每个发电单元中逆变器的参数组成如下式所述的行向量P:
6.根据权利要求4所述的基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，所述步骤32中，通过下式计算每两个发电单元之间的特征距离:
7.根据权利要求1所述的基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，所述步骤四中，通过下式计算每个主单元与其余所有发电单元之间的特征距离之和:
8.根据权利要求1所述的基于特征距离的光伏发电单元等值建模方法，其特征在于，所述步骤六中，通过下式将该等值机的额定容量修改为群内各发电单元的额定容量之和:
【文档编号】G06F17/50GK104009493SQ201410105393
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】葛路明, 曲立楠, 赵亮, 施涛, 陈宁, 朱凌志, 丁杰, 郑竞宏, 韩华玲, 王湘艳, 刘艳章, 于若英 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 清华大学