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[0053] 同样，利用等值前后线路补偿无功不变的原则，可得集电线路等值电纳B:
[0054] 召:文4 、喊 (4)
[0055] 式中，81表示各段线路电纳值，B表示汇集线路等值电纳值。
[0056] 基于上述原则求得集电线路的阻抗和导纳参数，建立集电线路模型如图9所示。
[0057] 步骤S32,风光储电站通过多台主变压器接入电力系统，电场、光伏电站和储能电 站都是由风电机组、光伏发电单元和储能单元等单个装置积聚形成的综合电站。
[0058] 在大型电力系统的暂态稳定分析中，针对每个单元建立模型来进行仿真计算是繁 琐的，也是没必要的，这就需要建立风电场、光伏电站和储能电站的等值模型。目前，对风电 场、光伏电站、储能电站并网特性影响较大的主要因素有机组、单元变压器、集电线路和主 变压器，因此，等值方法也主要考虑对这各个部分进行研究。实际工程中，风光储电站通过n 台主变压器并网，因此，风光储电站的等值中主变压器可以不用等效，因此可采用目前广泛 应用的变压器模型对风光储电站主变压器进行建模。
[0059] 在步骤S40中，利用交替迭代仿真法，对步骤S10-S30中建立的物理系统，包括风电 场模型、光伏电站模型、储能电站模型、变压器模型、集电线路模型、等值线路模型，进行时 域仿真，对有功控制系统及无功控制系统及各协调控制分系统，包括风电监控分系统、光伏 监控分系统、无功补偿设备监控分系统、储能监控分系统，按控制逻辑计算指令，然后按"暂 停仿真-插入指令-继续仿真"循环推进，建立大型风光储电站分层控制系统的闭环模型。所 述有功控制系统及无功控制系统通过采集场站PCC点信息计算出有功、无功指令并下发给 新能源场站物理系统，实现能源场站的行有功、无功控制。
[0060] 大型风光储电站分层控制系统模型如图10所示。按时间断面进行划分，大型风光 储电站分层控制系统模型的建立主要包括以下四个步骤：
[0061]步骤S41，启动时域仿真一段时间后，任意选择某断面To,暂停时域仿真；
[0062]步骤S42，采集风光储电站全站有功功率、全站无功功率、全站中枢点电压等信息、 各机组、设备实时状态及可调容量，风光储电站各场站协调控制分系统采集，并校核步骤 S10中通信延时、各控制分系统控制周期时间、调节时间、调节精度等数据信息；
[0063]步骤S43,再次从断面To继续物理系统的时域仿真；
[0064] 步骤S44,所述有功控制系统及无功控制系统根据To时刻所采集数据，计算有功控 制策略、无功控制策略，向风光储电站下物理系统有功控制指令及无功控制指令；
[0065] 步骤S45,各场站风光储电站协调控制分系统根据新能源场站联合控制系统下发 的控制指令，以及To时刻采集到的所有设备有功/无功状态信息，计算各场站系统有功/无 功控制指令；
[0066]步骤S46,在To+h再次暂停物理系统时域仿真，向风电机组、光伏组件、储能设备、 SVG/SVC、电容器组、电抗器组等设备插入有功/无功控制指令A为通信延时加上控制分系 统控制周期；
[0067]步骤S47,再次启动物理系统时域仿真，根据协调控制分系统下发的有功/无功控 制指令进行调节，直至时间To+TdT^Ts为控制分系统控制周期；
[0068] 步骤S48,循环S42-S47,直至物理仿真时间结束。
[0069] 根据以上各个步骤，可以建立风光储电站全站模型，等值模型如图11所示。
[0070] 本发明提供的基于实测数据的大型风光储电站有功及无功控制系统建模方法，采 用考虑通信延时的大型风光储电站有功/无功分层控制策略，能够准确反映风光储联合发 电系统的运行特性，为进行联合发电系统并网及其对电力系统影响等相关研究的提供了基 础。
[0071] 另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精 神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
【主权项】
1. 一种基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，包括： 步骤S10,对大型风光储电站各单机设备的数据进行采集及分类处理，获得单场站数 量、单场站有功调节容量、时间以及调节精度、单场站无功调节容量、时间以及调节精度； 步骤S20，对大型风光储电站分别建立风电场、光伏电站、储能电站单场站模型； 步骤S30,建立大型风光储电站集电线路、主变压器、等值线路模型，对静态无功补偿发 生器SVG、静态无功补偿装置SVC、电容器组、电抗器组参数进行调节，使SVG、SVC、电容器组、 电抗器组外特性与大型风光储电站实际工况相一致；以及 步骤S40,对以上各模型进行时域仿真，获得大型风光储电站分层控制系统模型。2. 如权利要求1所述的基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，其 特征在于，对大型风光储电站各单机设备的数据进行采集及分类处理包括： 统计得到不同类型设备单机容量Sx、同类型设备台数nx、通信延时响应时间 调节时间 <、调节精度nx%数据，上标X代表不同类型的单机设备； 将同类型单机设备进行统计，得到单机个数、单机容量、单场站容量、同类型单场站个 数、单场站总体通信延时、单场站总体响应时间、单场站调节时间、单场站调节精度相关数 据信息。3. 如权利要求1所述的基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，其 特征在于，对大型风光储电站建立风电场、光伏电站、储能电站单场站模型中包括： 双馈型风电场、直驱型风电场、光伏电站、储能设备，以及无功补偿设备，所述无功补偿 设备包括静态无功补偿发生器、静态无功补偿装置、电容器组、电抗器组。4. 如权利要求3所述的基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，其 特征在于，所述风电场、光伏电站、储能电站单场站模型的建立包括： 步骤S21，建立双馈型风电机组模型； 步骤S22，建立直驱异步发电机模型； 步骤S23，建立光伏逆变器模型； 步骤S24，建立储能单元数学模型；以及 步骤S25，建立SVG数学模型。5. 如权利要求1所述的基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，其 特征在于，所述大型风光储电站集电线路、主变压器、等值线路模型的建立包括： 步骤S31，以大型风光储电站的潮流计算结果在等值前后保持一致为原则，保证并网点 注入功率在等值前后相同，并且集电线路在等值前后损耗也应相等； 步骤S32,大型风光储电站通过多台主变压器接入电力系统，其中电场、光伏电站和储 能电站为由风电机组、光伏发电单元和储能单元单个装置积聚形成的综合电站。6. 如权利要求1所述的基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，其 特征在于，考虑风电场内集电线路的等值，建立集电线路、主变压器、等值线路模型：式中，Szl = Si; Sz2 = S4S2，Zi，Z2表示各段线路阻抗值，Si、S2表示各段线路容量值，Sloss 表示线路总损耗值，U表示线路电压值； 利用等值前后总损耗不变的原则，得到等值阻抗Zs:将以上的结论推广到η台风机的集电线路等值中，得到等值阻抗：同样，利用等值前后线路补偿无功不变的原则，得到集电线路等值电纳Β:式中，8,表示各段线路电纳值，Β表示汇集线路等值电纳值； 基于上述原则求得集电线路的阻抗和导纳参数，建立集电线路模型。7.如权利要求1所述的基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，其 特征在于，按时间断面进行划分，大型风光储电站分层控制系统模型的建立包括以下步骤： 步骤S41，启动时域仿真一段时间后，任意选择某断面Τ〇,暂停时域仿真； 步骤S42，采集风光储电站全站有功功率、全站无功功率、全站中枢点电压等信息、各机 组、设备实时状态及可调容量，风光储电站各场站协调控制分系统采集，并校核步骤S10中 通信延时、各控制分系统控制周期时间、调节时间、调节精度相关数据信息； 步骤S43，再次从断面To继续时域仿真； 步骤S44,所述有功控制系统及无功控制系统根据To时刻所采集数据，计算有功控制策 略、无功控制策略，向风光储电站下有功控制指令及无功控制指令； 步骤S45,各场站风光储电站协调控制分系统根据下发的控制指令，以及To时刻采集到 的所有设备有功/无功状态信息，计算各场站系统有功控制指令及无功控制指令； 步骤S46，在To+Ti再次暂停时域仿真，向风电机组、光伏组件、储能设备、SVG/SVC、电容 器组、电抗器组相关设备插入有功控制指令及无功控制指令，!^为通信延时加上风光储电 站协调控制分系统控制周期； 步骤S47,再次启动时域仿真，根据风光储电站协调控制分系统下发的有功控制指令及 无功控制指令进行调节，直至时间To+Tdl^Ts为风光储电站协调控制分系统控制周期； 步骤S48，循环S42-S47，直至物理仿真时间结束。
【专利摘要】本发明公开了一种基于实测数据的风光储电站有功及无功控制系统建模方法，包括：对大型风光储电站各单机设备的数据进行采集及分类处理，获得单场站数量、单场站有功调节容量、时间以及调节精度、单场站无功调节容量、时间以及调节精度；对大型风光储电站分别建立风电场、光伏电站、储能电站单场站模型；建立大型风光储电站集电线路、主变压器、等值线路模型，对静态无功补偿发生器SVG、静态无功补偿装置SVC、电容器组、电抗器组参数进行调节，使SVG、SVC、电容器组、电抗器组外特性与大型风光储电站实际工况相一致；以及对以上各模型进行时域仿真，获得大型风光储电站分层控制系统模型。
【IPC分类】H02J3/28, H02J3/00, H02J3/18, G05B17/02, H02J3/38
【公开号】CN105720573
【申请号】CN201610049820
【发明人】白恺, 乔颖, 吴林林, 鲁宗相, 柳玉, 宗瑾, 刘京波
【申请人】国网冀北电力有限公司电力科学研究院, 清华大学, 国家电网公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月25日