[发明专利]虚拟同步机控制的光伏发电系统调频模型的应用方法及系统

说明书

本发明公开了一种虚拟同步机控制的光伏发电系统调频模型的应用方法及系统，本发明包括根据当前环境条件下的温度T、光照强度的值E确定环境参数变化且光伏发电系统未参与调频时的最大功率点电压Vˊ_m、光伏阵列端口电压U，并在此的基础上，基于预设的光伏发电系统调频模型计算光伏发电系统参与调频后的调频功率ΔP，以及光伏发电系统参与调频后的电力系统频率变化量ΔF₂。本发明采用光伏发电系统调频模型可计算出光伏发电系统调频性能及对电力系统的影响，能够实现对光伏发电系统参与一次调频的情况进行仿真，验证光伏发电系统建模及调频策略的有效性，提高对光伏能源的消纳能力及电力系统的安全稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏发电系统调频及建模技术，具体涉及一种虚拟同步机控制的光伏发电系统调频模型的应用方法及系统。

背景技术

随着国家节能减排政策的推动和新能源研究的不断深入，光伏发电系统得到了快速发展并获得了广泛应用。光伏发电系统由于其不受能源资源、原材料和应用环境限制，被认为是应用前景最广泛的能源之一。但随着光伏发电在电力系统中的占比增加，电力系统惯性将降低，调频能力下降，从而威胁电网的安全稳定运行。基于以上问题，如何最大程度地利用光伏能源并改善含光伏能源电力系统的调频能力，已成为保障电力系统稳定、促进电力系统健康发展的重要课题。针对考虑含光伏能源的电力系统稳定性问题，国内外学者已进行大量研究，主要有以下几个方面：对并网光伏发电系统的控制方式、并网光伏对电力系统频率的影响、光伏发电系统参与一次调频的原理、建立分布式光伏发电系统模型、光伏发电系统接入位置及容量配置对配电网线路保护和短路电流的影响等。但是，上述研究内容均未考虑或未充分考虑光伏发电系统参与一次调频及其对电力系统的影响，也没有对光伏发电系统调频进行建模并辅以仿真算例分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种虚拟同步机控制的光伏发电系统调频模型的应用方法及系统，本发明采用光伏发电系统调频模型可计算出光伏发电系统调频性能及对电力系统的影响，能够实现对光伏发电系统参与一次调频的情况进行仿真，验证光伏发电系统建模及调频策略的有效性，提高对光伏能源的消纳能力及电力系统的安全稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种虚拟同步机控制的光伏发电系统调频模型的应用方法，包括：

1)根据当前环境条件下的温度T、光照强度的值E确定环境参数变化且光伏发电系统未参与调频时的最大功率点电压Vˊ_m、光伏阵列端口电压U；

2)在得到环境参数变化且光伏发电系统未参与调频时的最大功率点电压Vˊ_m、光伏阵列端口电压U的基础上，基于预设的光伏发电系统调频模型计算光伏发电系统参与调频后的调频功率ΔP。

可选地，步骤2)中基于预设的光伏发电系统调频模型计算光伏发电系统参与调频后的调频功率ΔP的函数表达式如下式所示：

ΔP＝n·f₁(U/m)·U-n·f₁(V′_m·R/m)·(V′_m·R/m)

上式中，n为光伏发电系统中电池组件的并联数量，f₁为光伏输出电流函数，U为光伏阵列端口电压，m为光伏发电系统中电池组件的串联数量，Vˊ_m为环境参数变化且光伏发电系统未参与调频时的最大功率点电压，R为光伏发电系统初始减载水平。

可选地，光伏输出电流函数f₁的计算函数表达式为：