[发明专利]一种光伏电站接入电网点电压闪变评估检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种光伏电站接入电网点电压闪变评估检测。

背景技术

以太阳能为代表的新能源(又称清洁能源)装机呈爆发性增长，成为国家电力供应的重要组成部分。截至2013年底，国内累计光伏装机达1800万千瓦，到2020年，光伏发电装机1亿千瓦以上。

太阳能光伏发电系统是由一系列太阳能组件电池串并联而成的。在运行过程中，由于阴影、碎片、电池板老化短路、断路、云雾遮盖或其他因素，太阳能组件效率会突然下降，而单个组件效率下降或损坏会带来系统整体的效率大幅下降，会使整个电站送出功率骤降的情况，因此对于大规模光伏电站并网运行送出功率大幅波动，可能对电网电压波动造成很大的影响。由此，对光伏电站电压的闪变进行实时不间断监控是十分有必要的，可以及时采取措施避免更大事故的发生。

从上世纪80年代，世界上相关领域的学者就开始研究电源引起的电压波动和闪变问题,在实地测量、实验和建模仿真等研究领域取得了丰硕的成果，并在电压闪变的评价方法上形成了一系列新标准,常用的电压闪变计算及评价标准有:国际电工标准IEC61000-3-7。国际电工标准IEC61000-4-15和国际电工标准正C61400-21"国际电工标准IEC6l000-3-7提供了估算中，高压电网所允许的闪变和电压变化最大限值的方法；国际电工标准IEC61000-4-15提供的闪变值仿真算法计算短时间闪变值。国际电工标准IEC61400-21是关于并网风电机组电能质量测量与评估的标准等一系列标准。

大型光伏发电分布面积广、数量多，远离监控中心，在运行过程中，受到外界因素的影响较明显，电压闪变发生的时间极短，对电网的冲击较大。如电池板老化突然一起的短路、断路；天气变化云雾遮盖或其他因素，太阳能组件效率会突然下降，而单个组件效率下降或损坏会带来系统整体的效率大幅下降，会使整个电站送出功率骤降的情况，因此对于大规模光伏电站并网运行送出功率大幅波动，可能对电网电压波动造成很大的影响。由此，对光伏电站电压的闪变进行评估十分有必要的，可以及时采取措施避免更大事故的发生。

PSCAD/EMTDC是世界上广泛使用的电磁暂态仿真软件，EMTDC是其仿真计算核心，PSCAD是EMTDC的前处理程序，用户在面板上可以构造电气连接图， 输入各元件的参数值，运行时则通过FORTRAN编译器进行编译、连接，运行的结果可以随着程序运行的进度在PLOT中实时生成曲线，以检验运算结果是否合理，并能与MATLAB接口。EMTDC/PSCAD主要功能是进行电力系统时域和频域计算仿真。

目前还没有专门现场设备对光伏电站电压的闪变进行实时不间断监控。主要的难点如下：

(1)由于阴影、云雾遮盖、风沙等环境因素对光伏电厂的输出特性影响的量化出力方法；

(2)基于PSCAD的光伏电站接入电网点电压闪变模型的建立；

(3)基于PSCAD电压闪变的测量评估模型的建立。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于光伏电站接入电网点电压闪变评估检测方法，对大型光伏基地由于阴影、碎片、电池板老化短路、断路、云雾遮盖或其他因素，而引起的太阳能组件效率会突然下降，电站接入电网点电压闪变进行评估检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种光伏电站接入电网点电压闪变评估检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，对环境数据进行采集，建立大型光伏电站接入点电压闪变的综合环境因素模型；

步骤2，基于PSCAD对光伏电站进行建模；

步骤3，建立电网侧模型；

步骤4，建立电压闪变的评估与检测模型。

较佳地，所述步骤1中所述环境模型建立步骤如下：

采集光伏电站中孤立点的环境数据，加入对应的地理坐标信息；

通过数学方法处理，得到理想状态环境模型和考虑光照突变等因素的环境模型；

对比所述两种环境模型的区别；

根据参数修改平台参数修改情况，得到最终的环境模型。

较佳地，所述环境模型为二维模型，包括环境节点和光伏电池板，所述环境模型根据所述环境节点的光照强度数据和稳定数据估计出所述光伏电池板处的光照强度和稳定数据。

较佳地，所述环境节点为测光站或Zigbee模块节点。

较佳地，基于MATLAB搭建所述环境模型，通过所述光伏电池板在整体环境模型中的地理位置，并通过一些数学方法得到所述各个光伏电池板对应的地理位置处的光照强度和稳定数据。