[发明专利]一种分布式光伏发电系统广义负荷模型及其构建方法

说明书

本发明属于电力系统仿真建模技术领域，涉及一种分布式光伏发电系统广义负荷模型及其构建方法，该模型由光伏发电系统等效负荷模型和CLM模型并联而成；所述光伏发电系统等效负荷模型由三阶同步电机模型和RLC电路并联而成；所述RLC电路由等效电阻、等效电感和等效电容串联而成。本发明提出含三阶同步电机的分布式光伏发电系统广义负荷模型动态拟合效果更好。

技术领域

本发明属于电力系统仿真建模技术领域，具体涉及一种分布式光伏发电系统广义负荷模型及其构建方法。

背景技术

广义负荷是指在新型电力系统配电网中，由传统用电负荷和中小容量电源共同组成的负荷形式，常常具有电源特性和用电特性。在新型电力系统中，分布式光伏发电系统在用户侧的安装率越来越高，电力系统动态响应分析严重依赖于建模仿真，因此迫切需要建立含分布式光伏发电系统的广义负荷模型。同时传统的负荷建模方法对含分布式光伏发电系统的用户侧负荷动态拟合效果并不理想，将考虑MPPT（Maximum Power Point Tracking）和DC/AC变换控制后的PV系统等效为恒功率源，研究发现该模型泛化能力差，不适合高占比光伏发电系统，特别是对暂态过程的拟合能力不足。

发明内容

为了解决含分布式光伏发电系统的广义负荷模型拟合能力不足的问题。本发明基于MATLAB/Simulink搭建光伏发电并网仿真模型，通过设置并网母线电压跌落，观察、分析并网处光伏发电系统的动、静态特性，在此基础上提出了一种含三阶同步电机的分布式光伏发电系统广义负荷模型，并进行了仿真验证；利用提出的动态模型结合遗传算法，对模型参数进行辨识，最终建立适用于电力系统精确仿真的分布式光伏发电系统广义负荷模型。

本发明通过下述技术方案来实现。一种分布式光伏发电系统广义负荷模型，由光伏发电系统等效负荷模型和CLM模型并联而成；所述光伏发电系统等效负荷模型由三阶同步电机模型和RLC电路并联而成；所述RLC电路由等效电阻、等效电感和等效电容串联而成。

具体地，所述CLM模型由感应电动机模型和ZIP模型并联而成。

ZIP模型用来模拟静态负荷，ZIP模型通过公式（2）表示：

式中，P_s表示端电压为电网电压U_g时负荷吸收的有功功率、Q_s表示端电压为电网电压U_g时负荷吸收的无功功率；分别表示有功时恒阻抗、恒电流和恒定功率负荷所占的比重；表示无功时恒阻抗、恒电流和恒定功率负荷所占的比重，，。

具体地，RLC电路的电路关系方程如公式（3）所示：

式中，U_c为等效电容电压，R为等效电阻，C为等效电容，L为等效电感，I_l为等效电感电流，t为时间。

具体地，三阶同步电机模型的方程如公式（4）所示：