[发明专利]一种适用于安全稳定分析的大型光伏电站在线等值建模方法

权利要求书

1.一种适用于安全稳定分析的大型光伏电站在线等值建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）获取光伏电站详细模型、元器件参数和以光伏电站注入电网有功功率和并网点电压为特征的光伏电站接入电网的典型工况数据；

2）基于光伏电站详细模型、以光伏电站注入电网有功功率和并网点电压为特征的光伏电站接入电网的典型工况以及反映光伏电站动态响应特性的典型扰动，离线计算形成光伏逆变器的参数灵敏度矩阵和光伏电站并网点有功暂态响应曲线库，将光伏电站并网点有功暂态响应曲线库记为参考响应曲线集合；

3）在线实测光伏电站并网点的有功功率和电压信息；

4）根据实测信息，匹配系统当前工况下光伏逆变器的参数灵敏度和参考响应曲线；

5）以逆变器为基本单元，计算所有光伏机组两两之间的相似度指标；

6）设置相似度指标的评价阈值θ对光伏机组按逆变器进行分群，依据计算机CPU核数进行多个分群方案的并行计算：设计算机CPU核数为T，则设置T个评价阈值θ₁,θ₂,θ₃，...，θ_T，形成T种分群方案；

7）在T种分群方案下对光伏电站分别进行聚类等值建模，形成T种等值方案；

8）分别用步骤7）中形成的T种等值模型替换光伏电站详细模型，并施加典型扰动进行暂态稳定仿真，得到T种等值方案下光伏电站并网点有功暂态响应曲线；

9）将得到的T种等值方案下光伏电站并网点有功暂态响应曲线与系统当前工况下的参考响应曲线进行对比，若存在满足误差要求的暂态响应曲线，进入步骤10），否则减小相似度指标阈值，形成新的相似度指标阈值序列，返回步骤6）；

10）取等值光伏机组数最少的方案作为在线计算的等值方案。

2.根据权利要求1所述的适用于安全稳定分析的大型光伏电站在线等值建模方法，其特征在于，所述步骤2）中光伏逆变器参数灵敏度矩阵和光伏电站并网点有功暂态响应曲线库，通过以下方法计算：

2-a)将光伏电站并网点的有功注入按单台逆变器平均容量划分为M种情形，将母线电压按考察电压精度在0.9～1.1pu区间内均分为N种情形，其中M为大于等于P_cpmax/P_avr值的最小整数，P_cpmax为光伏电站总容量，P_avr为单台逆变器的平均容量；

2-b)根据光伏电站并网点的有功注入及母线电压两个电气量信息，离线形成M×N个典型工况；

2-c)对所有光伏逆变器进行编号，根据生产厂家提供元器件铭牌参数或现场实测信息，将光伏逆变器的参数写成向量形式V_j＝[K_1j,K_2j，...，K_pj，...，K_qj，L_j]，其中K_1j，K_2j，…，K_pj，…，K_qj为第j个光伏逆变器的控制参数，p∈1～q，q为逆变器控制参数的总个数，j∈1～H，H为光伏电站中逆变器总数，L_j第j个光伏逆变器的滤波电感系数；

2-d)将光伏电站并网点三相短路故障设置为典型扰动；

2-e)通过摄动法由式(1)计算典型扰动下M×N个典型工况的各逆变器的参数灵敏度向量S_j＝[S_1j,S_2j,,S_pj，...，S_qj，S_Lj]，则M×N个典型工况中第k个典型工况下逆变器的参数灵敏度构成逆变器的参数灵敏度矩阵S_en(k)如式(2)所示：

S1j=ΔP1jΔK1j;S2j=ΔP2jΔK2j;...;Spj=ΔPpjΔKpj;...;Sqj=ΔPqjΔKqj;SLj=ΔPLjΔKLj---(1)]]>

Sen(k)=S11(k)S21(k)...Sp1(k)...Sq1(k)SL1(k).....................S1j(k)S2j(k)...Spj(k)...Sqj(k)SLj(k).....................S1H(k)S2H(k)...SpH(k)...SqH(k)SLH(k)---(2)]]>

以上，ΔK_1j、ΔK_2j、…、ΔK_pj、…、ΔK_qj、ΔL_j分别为各逆变器参数的摄动量，按各逆变器参数值的10%考虑，ΔP_1j、ΔP_2j、…、ΔP_pj、…、ΔP_qj、ΔP_Lj为各逆变器参数摄动后光伏电站并网点有功功率变化量；k∈1～M×N，矩阵的一行代表某一个逆变器的参数灵敏度向量，所有M×N个典型工况下逆变器的参数灵敏度矩阵S_en(k)的集合记为SEN；

2-f)对M×N个典型工况分别施加典型扰动进行仿真，获得所有典型工况下光伏电站并网点有功暂态响应曲线，记为参考响应曲线集合CUR：

CUR＝{CUR₁,CUR₂,…CUR_i，…CUR_M×N}(3)。