[发明专利]多级分布式光伏集群的并网建模方法、装置、设备及介质

说明书

本申请涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种多级分布式光伏集群的并网建模方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：将多级分布式光伏集群中所有光伏单元对应的光伏并网模型进行简化得到简化模型；建立多级分布式光伏集群的并联等值模型，并确定多级分布式光伏集群并入电网的实际动态特性等级；在实际动态等级大于预设等级时，将多级分布式光伏集群并入电网，否则根据实际动态等级优化多级分布式光伏集群的实际结构，直到实际动态等级大于预设等级。由此，解决了相关技术中针对机电暂态时间尺度的光伏并网模型控制结构复杂，控制参数较多，难以通过辨识的方法得到模型参数，导致无法准确描述多级分布式光伏集群接入电网后的动态特性等问题。

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种多级分布式光伏集群的并网建模方法、装置、设备及介质。

背景技术

光伏发电等分布式电源作为可再生能源的重要利用形式，国内装机容量也在迅速上升，目前国内光伏装机容量已经超过300GW，大规模分布式电源接入电力系统几乎已经是必然趋势。

在接入电网的光伏发电中，在电力系统负荷侧以分布式形式接入的光伏近年来受到了更多关注。分布式电源以集群的形式接入电力系统负荷侧母线，其动态随着负荷侧电源比例的不断提高，对于电力系统负荷侧动态也产生了更大的影响：一方面分布式电源通过逆变器接入电网，展现出不同于传统负荷的动态特性，使负荷侧动态特性更加复杂；另一方面，分布式电源出力具有随机波动的特性。因此，亟需研究分布式电源集群的等值建模方法。

相较于光伏阵列，并网逆变器以及之后的滤波模块和光伏模型的动态响应有着更为密切的关系，因为这两个模块直接控制在电力系统发生扰动时，光伏模型的输出，逆变器控制方式的不同会直接影响光伏模型的响应特征。

相关技术描述了WECC(Western Electricity Coordinating Council，西部电力协调委员会)中提出的一套用于可再生能源场站的通用的模块化的建模方式。该模型将可再生能源场站模型分为场站级控制、变流器级控制和变流器模型三部分。场站级控制提供有功和无功命令，变流器级控制将有功控制指令转换为dq轴的控制电流指令，变流器模型则处理为一阶惯性环节输出最终的电流，模型还包括高压和低压穿越的控制环节。WECC的模型主要针对大型的光伏场站，侧重于大型场站具有的故障穿越特性以及整体的功率调整特性，忽略模型控制实现的细节特征。

将光伏阵列、逆变器和滤波模块结合在一起即可得到光伏并网系统的输入输出关系，但是这种输入输出关系的数学描述形式比较复杂，因此许多技术对此进行了不同程度的简化，建立了光伏并网模型。相关技术将逆变器并网系统处理为受控源并网的等值电路，建立了描述光伏并网电路特性的三阶微分方程。

在光伏集群等值模型方面，对于大型光伏电站主要有单机等值和多机等值两种方式，其中单机等值指使用一个光伏并网单元等值表示光伏集群的并网特性。多机等值则是利用多个光伏并网单元表示光伏集群的并网特性。对于对单机等值，相关技术提出了一种光伏电磁暂态等值的方法，对所有运行在相同工况下的光伏单元进行了参数的等值折算，用一个光伏并网单元表示大型光伏电站的并网特性，并仿真验证了等值有效性，说明了完全相同工况的光伏可以用一个等值模型进行表述。

综上所述，相关技术针对机电暂态时间尺度的光伏并网模型控制结构复杂，控制参数较多，难以通过辨识的方法得到模型参数。现有的光伏集群并联等值方法，通常会选取集群中心的光伏模型参数或典型控制参数，即假设聚合的集群内光伏模型参数全部一致进行等值，缺少对集群内光伏参数不同时，光伏并联等值的参数折算方法的研究。

发明内容

本申请提供一种多级分布式光伏集群的并网建模方法、装置、设备及介质，以解决相关技术中针对机电暂态时间尺度的光伏并网模型控制结构复杂，控制参数较多，难以通过辨识的方法得到模型参数，导致无法准确描述多级分布式光伏集群接入电网后的动态特性的问题。