[发明专利]并网光伏电站动态等值阻抗及仿真分析策略

说明书

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，是一种并网光伏电站动态等值阻抗及仿真分析策略。

背景技术

光伏并网发电是太阳能利用的发展趋势，在对光伏并网系统进行仿真研究时，精确的光伏电站数学模型有利于对整个光伏发电系统进行优化设计，提高系统总体效率，而数学模型中光伏电站动态等值阻抗则对光伏控制系统的优化以及继电保护可靠性的提高起到决定性作用。本建模方法能清晰地反映出光伏发电系统的组成结构,在优化控制和继电保护方面具有很好的实用参考价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种科学合理，判别准确，自愈性强，可靠性高的并网光伏电站动态等值阻抗及仿真分析策略。

解决其技术问题采用的技术方案是，一种并网光伏电站动态等值阻抗及仿真分析策略，其特征是，它包括的步骤有：

1)根据并网光伏电站的拓扑结构定义动态等值阻抗模型；

搭建光伏并网的拓扑结构，包括光伏电源，升压斩波电路，逆变器，滤波器，变压器,其中:U_pv为光伏电源输出的电压,I_pv为光伏电源输出的电流；

a)定义光伏电源到斩波电路出口侧的等值阻抗

搭建光伏电源到斩波电路出口侧的等值电路图，其中，U_dc为等值的电压源、Z_dc动态等值阻抗,工程用太阳电池模型通常要求仅采用供应商提供的几个重要技术参数,如I_sc、U_oc、I_m、U_m、P_m,就能在一定的精度下复现阵列的特性,并能便于计算机分析；

太阳能电池的I-U方程可简化为

在最大功率点时,U＝U_m,I＝I_m,可得

由于在常温条件下远大于1可忽略式中的-1项,解出C₁

注意到开路状态下,当I＝0时,U＝U_oc,并把式(3)代入式(2)得解出C₂

把式(3)和式(4)代入到式(1)，即可得到光伏电池在标准条件下的输出特性表达式；

当外界条件发生变化时，为了得到不同光照强度及温度下光伏电池的输出特性，则需要对其在标准条件下的输出特性表达式进行修正，根据条件的变化对光伏电池输出电压和电流的变化量进行修正，考虑光强和温度影响的工程等值模型,采用式(5)计算，其中，S为任意光照强度，S_ref为标准光照强度；T为环境温度，T_ref为标准环境温度；U_oc、I_sc、U_m和I_m为厂商提供的技术参数，其中，U_oc光伏电源的开路电压，I_sc光伏电源的短路电流，U_m最大功率点电压，I_m最大功率点电流；α为在参考日照下的电流变化温度系数，0.015Amps/℃；β为在参考日照下的电压变化温度系数，取0.7V/℃；R_s为光伏列阵的串联电阻，与光伏组件内部单体光伏电池的串联并联方式有关；U_pv为光伏电源出口侧的电压，I_pv为光伏电源出口侧的电流，C₁、C₂为简化光伏电池模型后求解的常系数，

当I_pv＝0时，U_pv＝U_oc，此时的U’_oc为任意光照和温度条件下光伏组件的开路电压

当U_pv＝0时，I_pv＝I_SC，此时的I’_sc为任意光照和温度条件下光伏组件的短路电流

其次搭建Boost斩波电路，在较长的一段时间内，斩波电路的电容充电，其电压值逐渐上升到恒定值，即光伏阵列的开路电压U_ocboost＝U_PVoc；