CN108764645A - 一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法及系统,包括:模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正;基于修正后的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估。实现了光伏发电站和逆变单元性能的一致,建模简单,完整性和准确性较高。能够比较全面的评估光伏发电站的并网性能,提高了评估的科学性,节约了成本。
Description
技术领域:
本发明属于光伏发电系统性能评估领域,具体涉及一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法及系统。
背景技术
随着光伏发电站装机容量的不断增加,其对电网的影响日益增大。为保证电网的安全运行,需要对光伏发电站的低电压穿越性能进行检测,但是,由于光伏发电站容量巨大,目前无相配套的检测装置来对整座光伏发电站的并网性能进行检测。
为解决这一问题,目前对光伏发电站低电压穿越能力的性能评估有以下2种方法:①抽检光伏发电站逆变单元,用逆变单元的性能指标来代替整座光伏发电站的性能指标。该方法不能确保整座光伏发电站性能和逆变单元性能相一致,可能会导致以偏概全的现象发生,同时现场测试周期长,成本大。②通过全数字仿真的方法,对光伏发电站进行全数字建模,评估光伏发电站低电压穿越性能。该方法完全建立在数学平台之上,有些实际系统的复杂特性和随机因素建模较为困难,难以取得理想的效果,因此该方法的完整性和准确性较差。
发明内容:
为了克服上述缺陷,本发明提供了一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法,所述方法包括:
模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正;
基于修正后的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;
基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估。
优选的,所述光伏发电站模型的构建,包括:
任意选取一定数量的光伏逆变器单元,针对每个所述光伏逆变器单元基于RT-lab仿真平台构建半实物模型;
针对光伏发电站其余的每个光伏逆变器单元,基于RT-lab仿真平台构建全数字模型;
任意选取一台半实物模型连接到仿真平台,并将所述半实物模型和全数字模型并联组成光伏发电站模型。
优选的,所述基于RT-lab仿真平台构建半实物模型,包括:
在RT-lab半实物仿真平台构建光伏阵列模型、逆变器功率电路模型、电网模型和型号接口模型;
将所述光伏阵列模型、逆变器功率电路模型、电网模型和型号接口模型串联构建半实物模型。
优选的,所述基于RT-lab仿真平台构建全数字模型,包括:
在RT-lab仿真平台构建光伏阵列模型、逆变器模型和电网模型;
将所述光伏阵列模型、逆变器模型和电网模型串联构建全数字模型。
优选的,所述基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正,包括:对半实物模型的修正和对全数字模型的修正。
优选的,所述基于型式试验逆变器的响应性能对半实物模型的修正,包括:
将通过型式试验的逆变器控制器和光伏发电站逆变器控制器分别连接到所述半实物模型,使所述半实物模型正常运行;
基于半实物模型模拟低电压穿越工况,测试逆变器控制器响应性能;
基于所述逆变器控制器响应性能根据型式试验响应性能参数修正半实物仿真模型。
优选的,所述基于型式试验逆变器的响应性能对全数字模型的修正,包括:
基于所述全数字模型模拟低电压穿越工况,测试逆变器控制器响应性能;
基于所述逆变器控制器响应性能根据型式试验响应性能参数修正所述全数字模型。
优选的,所述基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估,包括:
基于预先设定的光伏发电站低电压穿越性能标准和所述光伏发电站模型并网点响应特性进行比较,对光伏发电站的并网性能进行评估。
一种光伏发电站低电压穿越性能评估系统,所述系统包括:
修正模块:用于模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正;
计算模块:用于基于修正后的的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;
评估模块;用于基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估。
优选的,所述修正模块,包括:构建子模块;
所述构建子模块用于,任意选取一定数量的光伏逆变器单元,针对每个所述光伏逆变器单元基于RT-lab仿真平台构建半实物模型;
针对光伏发电站其余的每个光伏逆变器单元,基于RT-lab仿真平台构建全数字模型;
任意选取一台半实物模型连接到仿真平台,并将所述半实物模型和全数字模型并联组成光伏发电站模型。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、本发明提供一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法,模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正;基于修正后的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估,实现了光伏发电站和逆变单元性能的一致,周期性短,建模简单,完整性和准确性较高。
2、本发明提供一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法,用于评估光伏发电站低电压穿越性能,能够比较全面的评估光伏发电站的并网性能,提高了评估的科学性,节约了成本。
附图说明:
图1为本发明的光伏发电站低电压穿越性能评估方法流程图;
图2为本发明的光伏发电站结构示意图;
图3为本发明的光伏发电站模型结构示意图;
图4为本发明的逆变单元半实物模型结构图。
具体实施方式:
为了更好地理解本发明,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围:
实施例1
本发明提供了一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法,如图1所示:
步骤1:模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正。
(1)收集资料:收集光伏发电站基本信息,包括电气结构图、逆变器型式试验报告、组件信息等。
光伏发电站一般由N个逆变单元,如图2所示,光伏逆变器单元由逆变器、光伏阵列和变压器组成。利用RT-lab构建光伏发电站模型,如图3所示,N个逆变单元中,选取2个半实物模型,其他N-2为全数字模型;
构建逆变单元半实物模型如图4所示,利用RT-lab半实物仿真平台构建光伏阵列模型、逆变器功率电路模型、电网模型以及信号接口模型;
将所述光伏阵列模型、逆变器功率电路模型、电网模型和型号接口模型串联构建半实物模型。
(2)在半实物仿真平台构建逆变单元半实物模型1,控制器为通过型式试验逆变器的,和型式试验进行对比,修正模型。
构建半实物模型1:将通过型式试验逆变器的控制器取出,连接到仿真平台,使正常运行。模拟低电压穿越工况,测试逆变器响应性能和型式试验对比,调整模型参数,保证模型和实物的一致性。
(3)在半实物仿真平台构建逆变单元半实物模型2,控制器从光伏发电站抽取。
构建半实物模型2:现场随机抽取一台逆变器的控制器,连接到仿真平台,使正常运行。模拟低电压穿越工况,测试逆变器响应性能和型式试验对比,调整模型参数,保证模型和实物的一致性。
(4)建立逆变单元全数字模型,和型式试验进行对比,修正模型。
构建全数字模型:利用RT-lab平台构建光伏阵列模型、逆变器模型、电网模型;将所述光伏阵列模型、逆变器模型和电网模型串联构建全数字模型。
模拟低电压穿越工况,测试逆变器响应特性,和型式试验响应特性进行对比,修正模型,保证模型的准确性。
(5)将各模型按照电站电气结构组合连接,构建成光伏发电站模型。
将半实物模型1、半实物模型2、N-2个全数字模型并联,构建成光伏发电站模型。
步骤2:基于修正后的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;
模拟电网低电压故障,在光伏发电站并网点测试响应特性,获得电压、电流数据,计算出无功功率、无功响应时间、有功功率恢复速率等指标。
步骤3:基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估。
将光伏发电站模型并网点响应特性与光伏发电站低电压穿越性能GB/T 19964中的标准进行比较,判断光伏发电站是否满足要求。
实施例2
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供一种光伏发电站低电压穿越性能评估系统,所述系统包括:
修正模块:用于模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正;
计算模块:用于基于修正后的的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;
评估模块;用于基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估。
优选的,所述修正模块包括:构建子模块;
所述构建子模块用于,任意选取一定数量的光伏逆变器单元,针对每个所述光伏逆变器单元基于RT-lab仿真平台构建半实物模型;
针对光伏发电站其余的每个光伏逆变器单元,基于RT-lab仿真平台构建全数字模型;
任意选取一台半实物模型连接到仿真平台,并将所述半实物模型和全数字模型并联组成光伏发电站模型。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、系统、和计算机程序产品的流程图和方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和方框图中的每一流程和方框、以及流程图和方框图中的流程和方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述方法包括:
模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正;
基于修正后的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;
基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估。
2.如权利要求1所述的光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述光伏发电站模型的构建,包括:
任意选取一定数量的光伏逆变器单元,针对每个所述光伏逆变器单元基于RT-lab仿真平台构建半实物模型;
针对光伏发电站其余的每个光伏逆变器单元,基于RT-lab仿真平台构建全数字模型;
任意选取一台半实物模型连接到仿真平台,并将所述半实物模型和全数字模型并联组成光伏发电站模型。
3.如权利要求2所述的光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述基于RT-lab仿真平台构建半实物模型,包括:
在RT-lab半实物仿真平台构建光伏阵列模型、逆变器功率电路模型、电网模型和型号接口模型;
将所述光伏阵列模型、逆变器功率电路模型、电网模型、型号接口模型和逆变器控制器串联构建半实物模型。
4.如权利要求2所述光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述基于RT-lab仿真平台构建全数字模型,包括:
在RT-lab仿真平台构建光伏阵列模型、逆变器模型和电网模型;
将所述光伏阵列模型、逆变器模型和电网模型串联构建全数字模型。
5.如权利要求1所述光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正,包括:对半实物模型的修正和对全数字模型的修正。
6.如权利要求5所述光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述基于型式试验逆变器的响应性能对半实物模型的修正,包括:
将通过型式试验的逆变器控制器和光伏发电站逆变器控制器分别连接到所述半实物模型,使所述半实物模型正常运行;
基于半实物模型模拟低电压穿越工况,测试逆变器控制器响应性能;
基于所述逆变器控制器响应性能根据型式试验响应性能参数修正半实物仿真模型。
7.如权利要求5所述光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述基于型式试验逆变器的响应性能对全数字模型的修正,包括:
基于所述全数字模型模拟低电压穿越工况,测试逆变器控制器响应性能;
基于所述逆变器控制器响应性能根据型式试验响应性能参数修正所述全数字模型。
8.如权利要求1所述的光伏发电站低电压穿越性能评估方法,其特征在于,所述基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估,包括:
基于预先设定的光伏发电站低电压穿越性能标准和所述光伏发电站模型并网点响应特性进行比较,对光伏发电站的并网性能进行评估。
9.一种光伏发电站低电压穿越性能评估系统,其特征在于,所述系统包括:
修正模块:用于模拟低电压穿越工况,基于型式试验逆变器的响应性能对预先构建的光伏发电站模型进行修正;
计算模块:用于基于修正后的的光伏发电站模型,模拟电网低电压故障,获得电压和电流数据,并计算光伏发电站模型并网点响应特性;
评估模块;用于基于光伏发电站模型并网点响应特性对光伏发电站的并网性能进行评估。
10.如权利要求9所述的伏发电站低电压穿越性能评估系统,其特征在于,所述修正模块,包括:构建子模块;
所述构建子模块用于,任意选取一定数量的光伏逆变器单元,针对每个所述光伏逆变器单元基于RT-lab仿真平台构建半实物模型;
针对光伏发电站其余的每个光伏逆变器单元,基于RT-lab仿真平台构建全数字模型;
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