[发明专利]基于结构保持方法的大规模光伏发电系统聚合等值方法

摘要

本发明提出了一种基于结构保持方法的大规模光伏发电系统聚合等值方法，包括：建立两级式光伏发电系统的详细数学模型，包括光伏阵列的数学模型，前级Boost电路的平均模型，后级并网逆变器的平均模型，变压器的等效模型，最大功率点追踪控制器与并网电压电流控制器的数学模型；根据光伏发电系统中存在的磁场能、电场能与广义势能之间的能量守恒关系，得到大规模光伏发电系统详细模型与等值模型状态变量之间的关系；根据详细模型与等值模型之间相同的有功出力与接入电网方式，确定详细模型与等值模型之间的电流、电压关系；利用容量加权法，并且比较不同模型间的状态方程，提出聚合等值模型的等效参数计算方法。其有益效果在于，在简化降阶模型的基础上使得聚合模型保留了与原光伏发电系统一样的电路与控制结构，同时为聚合等值模型中光伏阵列、Boost电路、逆变器、输出滤波器、变压器、最大功率点追踪控制器与并网电压电流控制器的等值参数求取，提供了精确可靠的计算方法。

主权项

1.基于结构保持方法的大规模光伏发电系统聚合等值方法，其特征在于，包括多个光伏发电单元及各单元内部的光伏阵列，前级Boost升压电路，后级并网逆变器，变压器，最大功率点追踪控制器，并网电压电流控制器在内的详细模型，具有相同结构的聚合等值模型以及内部的等效的光伏阵列，等效的光伏阵列，等效的Boost升压电路，等效的并网逆变器，等效变压器，等效的最大功率点追踪控制器，等效的并网电压电流控制器；包括以下步骤：/nS1、建立两级式光伏发电系统的详细时域数学模型，包括光伏阵列的数学模型、前级Boost电路的平均模型、并网逆变器的平均模型、滤波器的平均模型、变压器的简化模型，最大功率点追踪控制器数学模型，并网逆变器电压外环、电流内环控制器模型；/nS2、确定任意两个并联的两级式光伏发电单元中存在的磁场能与电场能，利用能量守恒定律建立任意两个并联光伏发电单元磁场能、电场能与广义势能之间的能量关系，推导任意两个光伏发电单元之间状态变量的数学关系；/nS3、保持聚合等值模型输出有功功率不变，确定详细模型与等值模型之间的电流关系；假设各并联光伏发电单元控制同步并且不存在误差，详细模型与等值模型通过同一个输电线路接入相同电压等级配电网，得到详细模型与等值模型之间的电压关系；/nS4、利用结构保持方法，将S1得到的两级式光伏发电系统数学模型推广建立聚合等值模型的状态方程；/nS5、利用容量加权法计算等值光伏阵列的等效参数，根据S2、S3得到的详细模型与等值模型之间状态变量的关系，结合S5得到的详细模型与等值模型之间的电压、电流关系，比较详细模型与等值模型的状态方程，得到等值模型中Boost电路、并网逆变器、滤波器、变压器、最大功率点追踪控制器、并网电压电流控制器的聚合参数计算公式，建立大规模光伏系统的聚合等值模型。/n