[发明专利]一种考虑功率控制影响的光伏发电系统稳定性分析方法

摘要

本发明涉及一种基于描述函数法考虑功率控制影响的光伏发电系统稳定性分析方法。光伏发电系统多采用扰动观察法实现最大功率控制，针对其非线性、不连续的特点，本发明利用描述函数建立基于扰动观察法的功率控制模型，结合光伏发电系统小信号建模，形成完整的考虑功率控制影响的系统模型，进而运用描述函数法分析光伏发电系统的稳定性。此种方法解决了小信号稳定性分析无法适用于不连续、非线性环节的问题，在系统稳定性分析中引入扰动观察法的相关参数，使分析更加全面准确，同时为功率控制器参数设定提供依据。

主权项

1.一种基于描述函数法考虑功率控制影响的光伏发电系统稳定性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取待分析的光伏发电系统的拓扑结构，建立数学模型；在稳态运行点对该数学模型线性化，计算系统稳定运行参数，得到小信号模型；(2)基于步骤1得到的小信号模型，推导其传递函数G(s)。(3)实时采集待分析的光伏发电系统的电流值和电压值，获得实时功率值；对所述基于扰动观察法的功率控制器建立数学模型如下：其中，ε为电压扰动增量，T_P为功率调节周期，sgn(x)为符号函数，如果x≥0，sgn(x)＝1，如果x＜0，sgn(x)＝‑1；P^ref为功率控制的参考值，P_n为按照扰动观察法在n时刻采集的功率值；ΔP_n为n时刻采集的功率值与第n‑1时刻采集的功率值之差，Δv_n为n时刻采集的电压值与第n‑1时刻采集的电压值之差，为电压控制参考值；根据光伏组件的电压‑功率运行特性，可将功率控制器数学模型化简为：其中，vMPP为最大功率点对应的电压值。(4)步骤3中的符号函数sgn(x)采用描述函数表示；(5)根据传递函数G(s)和描述函数N(A)，利用描述函数法对所述光伏发电系统的稳定性进行分析。