[发明专利]大型光伏发电系统中多台光伏发电装置简化模型建模方法

权利要求书

1.一种大型光伏发电系统中多台光伏发电装置简化模型建模方法，其特征在于将光伏并网发电系统中开关动作频繁的变流器模型用受控电源代替，并简化控制系统中的控制环，首先建立基于单台光伏发电装置的详细电磁暂态模型所对应的单台简化模型，然后将单台简化模型应用到大型光伏发电系统中；具体包括以下步骤：

步骤(1)、构建单台光伏发电装置等效电路；

步骤(2)、构建单台光伏发电装置控制模型；

步骤(3)、构建单台光伏发电装置最大功率点跟踪模型；

步骤(4)：构建大型光伏发电系统；

步骤(1)中，将光伏发电装置中开关动作频繁的变流器模型用受控电压源和受控电流源代替；

针对单台单级式光伏发电装置，光伏阵列端口接入一个电容并联一个受控电流源，电网侧则是一个受控电流源接入电网；针对单台双级式光伏发电装置，光伏阵列端口首先接入一个电容，然后接入一个受控电压源与一个受控电流源，之后接入一个电容并联一个受控电流源，电网侧是一个受控电流源接入电网；

步骤(2)中，光伏发电装置控制模型将双环控制简化为单环控制，忽略响应速度快、电磁时间常数小的电流内环的动态过程，认为电流内环的输入信号等于输出信号；

步骤(2)中光伏发电装置控制模型，包含电压控制、无功功率控制；电压参考信号U_dcref和无功功率参考信号Q_gref分别于其对应的实际值U_dc和Q_grid比较后，经过比例积分调节器控制，忽略变流器的电流内环动态过程，认为内环的输入等于输出；经比例积分调节器输出电流内环的控制指令i_dref/i_qref，等效为电流内环输出值i_d/i_q，经过计算得到受控电流源的控制信号，并入电网；其中，并网无功功率参考信号Q_gref设置为0；

步骤(3)中，光伏发电装置最大功率点跟踪控制模型根据照度和温度大小为变流器模型提供控制信号；光伏发电装置最大功率点跟踪(MPPT)控制模型输入信号是照度R和温度Tem，输出信号是在当前照度R和温度Tem情况下，光伏阵列输出最大功率点P_ref所对应的参考电压，单级式为U_dcref，双级式为U_pvref；

步骤(3)中光伏发电装置最大功率点跟踪模型，包含照度R和温度Tem模型，其表达式如下：

其中：R_start为起始照度值，t为时间变量，T_start1为照度起始时刻，T_change1为照度开始变化时刻，k₁为照度变化斜率，R_steady为照度稳定值，T_steady1为照度停止变化时刻；

其中：Tem_start为起始温度值，t为时间变量，T_start2为温度起始时刻，T_change2为温度开始变化时刻，k₂为温度变化斜率，Tem_steady为温度稳定值，T_steady2为温度停止变化时刻；

步骤(4)的构建大型光伏发电系统，是将单台简化模型应用到大型光伏发电系统中，通过将每个单台简化模型中电网侧的受控电流源并入同一个电网中，构成大型光伏发电系统。