CN109038541A - 一种光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站并网特性研究与电网电能质量评估方法，根据光伏电站并网的拓扑结构，建立光伏电站的数学模型；基于ADPSS仿真平台电磁暂态计算模块，建立光伏电站电磁暂态模型；利用ADPSS仿真系统对光伏电站进行电磁暂态仿真计算，得到光伏电站输入电网的谐波电流，以及产生的谐波电压；分别将得到的谐波电流和谐波电压与限值相比，若小于限值，则表示合格，否则视为超标。本发明基于光伏阵列模型、并网逆变器模型和最大功率点跟踪模块模型,采用ADPSS仿真平台，对光伏电站进行电磁暂态建模，采用“时域+DFT”的方法进行仿真计算和谐波分析，对分析、预测和评估蒙东地区大量光伏电站接入电网后产生的谐波影响具有重要的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法。
背景技术
光伏发电系统(PV System)是将太阳能转换成电能的发电系统，包括光伏组件和配套部件，利用的是光生伏特效应。光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统和分布式太阳能光伏发电系统。光伏发电系统的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器，其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展前景。
在蒙东电网供电范围内，电网结构相对薄弱。随着特高压交直流混联电网快速建设，大量光伏新能源并网，使得蒙东电网的电能质量问题日益突出。由于光伏电站光照强度动态波动变化，新能源并网发电的输出功率存在较大随机波动，间歇性的功率波动将对电网的电能质量造成不利影响。通常新能源发电系统大部分采用电力电子装置并网，电力电子装置产生的电压电流谐波也是不可避免的，甚至电网不对称故障产生的负序电压以及电网自身的电压谐波，与新能源发电站变流器相互作用，将导致变流器产生附加谐波电流。因此，新能源接入对于电网电能质量将产生较大影响。
现有的谐波分析方法是根据电网的结构以及系统中各元件的参数和运行条件，通过谐波潮流计算确定系统中谐波电压和谐波电流的分布状况。随着数字电子技术的进步，已有仪器能对谐波进行连续地测量，提供必要的信息。但网络中节点数目多，支路分布广，不可能完全通过实测的方法了解电网中的谐波分布；而且对新投入的谐波源设备，有必要通过电磁暂态建模和仿真分析预测其在系统中可能引起的谐波畸变程度，以便设计相应的滤波装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种光伏电站并网特性研究与电网电能质量评估方法，基于光伏阵列模型、并网逆变器模型和最大功率点跟踪模块模型,采用ADPSS仿真平台，对光伏电站进行电磁暂态建模，采用“时域+DFT”的方法进行仿真计算和谐波分析，对分析、预测和评估蒙东地区大量光伏电站接入电网后产生的谐波影响，以及是否需要设计相应的滤波装置具有重要的指导意义。
本发明所采用的技术方案是：
一种光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：根据光伏电站并网的拓扑结构，建立光伏电站的数学模型；
步骤二：基于ADPSS仿真平台电磁暂态计算模块，建立光伏电站电磁暂态模型；
步骤三：利用ADPSS仿真系统对光伏电站进行电磁暂态仿真计算，得到光伏电站输入电网的谐波电流，以及产生的谐波电压；
步骤四：分别将得到的谐波电流和谐波电压与限值相比，若小于限值，则表示合格，否则视为超标。
进一步的，所述光伏电站的数学模型包括光伏阵列模型、光伏并网逆变器模型和最大功率点跟踪模块模型。
进一步的，所述基于ADPSS仿真平台电磁暂态计算模块，建立光伏电站电磁暂态模型的方法为：
对光伏电站的数学模型进行派克变换，得到所述数学模型在dq0坐标下的电压和电流方程式；
对所述电压和电流方程式进行差分化，得到电压和电流在d轴与q轴的分量，从而得到所述光伏电站电磁暂态模型。
进一步的，所述光伏电站输入电网的谐波电流的计算方法为：
根据建立的光伏电站电磁暂态模型与光伏电站相结合，采用ADPSS仿真平台进行计算，得到线路上光伏电站流向并网点的电流波形；
对仿真得到的电流波形进行离散傅里叶变换，得到光伏电站输入电网的谐波电流值。
进一步的，所述光伏电站输入电网的谐波电压的计算方法为：
根据国际规定标准，计算光伏逆变器输出的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率及电压总谐波畸变率；其中：
电网各次谐波电压含有率为：
式中，UN为电网的标称电压；Sk为公共连接点的三相短路容量；Ih为第h次谐波电流；
电压总谐波畸变率为：
式中，HRUh为第h次谐波电压含有率。
进一步的，将得到的谐波电流与限值相比的步骤包括：
计算在公共连接点处各谐波次数所对应的允许光伏电站注入谐波电流限值；
将光伏站注入电网的谐波电流值与谐波电流限值比较，若小于限值，则表示合格，否则视为超标。
进一步的，将得到的谐波电压与限值相比的步骤包括：
将光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率与国标规定的公用电网各次谐波电压含有率限值进行比较；
若光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率小于国标规定的公用电网各次谐波电压含有率限值，则表示合格，否则视为超标；
将光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电压总谐波畸变率与国标规定公用电网电压总谐波畸变率限值相比，若前者小于后者，则表示合格，否则视为超标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明从光伏电站的数学模型出发，基于光伏阵列模型、并网逆变器模型和最大功率点跟踪模块模型,采用ADPSS仿真平台，对光伏电站进行电磁暂态建模，采用“时域+DFT”的方法进行仿真计算和谐波分析，对分析、预测和评估蒙东地区大量光伏电站接入电网后产生的谐波影响，以及是否需要设计相应的滤波装置具有重要的指导意义。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是光伏电站并网电磁暂态建模和谐波评估方法流程图；
图2是光伏阵列模型示意图；
图3是光伏并网逆变器模型示意图；
图4是最大功率点跟踪模块模型示意图；
图5是兴晟光伏电站接入系统图；
图6是电磁暂态模型示意图；
图7是兴昇光伏电站接入并网点的电流波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有谐波潮流的分析方法是根据谐波源注入量的典型参数进行计算，其计算精度有限，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种光伏电站并网电磁暂态建模和谐波评估方法。
如图1所示，本发明实施例提供了一种光伏电站并网电磁暂态建模和谐波评估方法，该方法包括以下步骤:
步骤1：根据并网光伏电站的拓扑结构，建立光伏电站的数学模型。
该光伏电站的数学模型包括光伏阵列模型、光伏并网逆变器模型和最大功率点跟踪模块模型。光伏阵列与电压源型逆变器经直流稳压电容相连，逆变器将光伏阵列所发直流电转变为交流电，经滤波电感与电网相连，实现并网。
其中，如图2所示，所述光伏阵列模型为：
光伏阵列输入输出特性为：
其中
在工程实际中，考虑到日照和温度的变化，对Im、Isc、Vm、Voc修订为：
ΔT＝T-25
VOCC＝VOC(1-0.00288ΔT)×ln(e+0.5ΔS)
Vmm＝Vm(1-0.00288ΔT)×ln(e+0.5ΔS)
其中，C1、C2为常数，Isc、Voc为随日照和温度变化的电流变量和电压变量。
由此得到，光伏电池输出电流与输入电压V、日照强度S、电池温度T之间的关系：
IL＝G(V、S、T)
如图3所示为光伏并网逆变器模型。电压源型逆变器采用电流内环、电压外环的双环控制方式，将光伏阵列发出的直流电变换成为交流有功电流，再经网络变换注入到电网中，光伏电站的无功不参与控制，功率因数保持不变。
在逆变器外环电压控制部分添加最大功率控制环节，外环电压的参考值为根据日照S和温度T计算得到的最大功率点运行电压值为：
Vmm＝Vm(1-0.00288ΔT)×ln(e+0.5ΔS)
图3中OP为光伏电站涉网保护的动作信号，当保护环节动作时，OP值为0，光伏电站不向电网内注入电流。并网逆变器模型参数说明如表1所示。
表1并网逆变器模型参数说明
如图4所示为最大功率点跟踪(MPPT)模块模型。当光伏阵列的工作电压为Upmax时，光伏阵列的输出功率P为最大功率,即最大功率点。
MPPT模块的基本思想为：比较当前时刻和前一时刻的功率值，通过功率变化来计算控制量,控制产生PWM波。其控制算法研究选择扰动观察法(P&0)，该方法通过成比例的增加或者减少Boost的输入电压，移动操作点向最大功率点靠近，同时计算出参考电压用于产生PWM的控制信号。
步骤2：基于ADPSS仿真平台电磁暂态计算模块，建立光伏电站电磁暂态模型。
电磁暂态建模主要包括工程数据录入、网络划分、任务分配和提交、计算执行和结果输出几部分。建模采用图形方式创建系统模型电路图和控制系统图形，对话框方式录入参数。元件可用单线图显示，也可用多线图显示。电路图可分层次显示并具有“多层嵌套”的结构，结构清晰。其具体实现方法为：
对光伏电站的数学模型进行派克变换，得到所述数学模型在dq0坐标下的电压和电流方程式；
对所述电压和电流方程式进行差分化，得到电压和电流在d轴与q轴的分量，从而得到所述光伏电站电磁暂态模型。
步骤3：利用ADPSS仿真系统对光伏电站进行电磁暂态仿真计算，得到光伏电站输入电网的谐波电流。
根据建立的光伏电站电磁暂态模型与光伏电站相结合，采用ADPSS仿真平台进行计算，得到线路上光伏电站流向并网点的电流波形；
对仿真得到的电流波形进行离散傅里叶变换变换，得到光伏电站输入电网的谐波电流值。
其中，对于N点序列，它的离散傅里叶变换(DFT)为
步骤4：基于光伏电站输入电网的谐波电流，计算其产生的谐波电压。
根据国标GB/T14549-1993《电能质量-公用电网谐波》，计算风电场注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率为：
式中，UN为电网的标称电压；Sk为公共连接点的三相短路容量；Ih为第h次谐波电流。
电压总谐波畸变率为：
式中，HRUh为第h次谐波电压含有率。
步骤5：将得到的谐波电流与限值比较，判断是否超标。
根据国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》,关于公共连接点PCC处谐波电流的分配原则，同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配，计算出光伏站接入后允许注入电网的谐波电流限值；
将光伏站注入电网的谐波电流值与谐波电流限值比较，若前者小于后者，则表示合格，否则视为超标。
步骤6：将得到的谐波电压与限值比较，判断是否超标。
将光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率与国标规定的公用电网各次谐波电压含有率限值进行比较；
若光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率小于国标规定的公用电网各次谐波电压含有率限值，则表示合格，否则视为超标；
将光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电压总谐波畸变率与国标规定公用电网电压总谐波畸变率限值相比，若前者小于后者，则表示合格，否则视为超标。
现有谐波潮流的分析方法是根据谐波源注入量的典型参数进行计算，其计算精度有限。而本发明实施例提出的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，从光伏电站的数学模型出发，基于光伏阵列模型、并网逆变器模型和最大功率点跟踪(MPPT)模块模型；采用ADPSS仿真平台，对光伏电站进行电磁暂态建模，采用“时域+DFT”的方法进行仿真计算和谐波分析，对分析、预测和评估蒙东地区大量光伏电站接入电网后产生的谐波影响，以及是否需要设计相应的滤波装置具有重要的指导意义。
为了使本领域技术人员更好的了解本发明，下面列举一个具体实施例，以内蒙古兴昇太阳能电力有限公司兴安盟科右前旗50MWp光伏电站为例进行建模分析，兴昇太阳能光伏电站安装212000块单块组件容量为235Wp的多晶硅光伏发电组件，光伏电站本期工程峰值总容量为49.82MWp。每个1MWp子阵接入2台逆变器，配置一台1000kVA箱式分裂升压变压器，总计安装42台箱式变压器。
兴晟50MWp光伏电站程出1回66kV线路接入220kV德伯斯变电站66kV侧母线运行，兴晟光伏电站接入系统如图5所示。
本实施例220kV德伯斯站66kV侧最小短路容量为1844MVA。多晶硅光伏发电组件单块容量为235Wp，单台逆变器容量为500kW，额定电压315V。系统基准功率为100MVA。
仿真中使用单块组件容量为235Wp的多晶硅光伏电池，标况下参数为：Pm＝235W、Isc＝7.44A、Im＝6.94A、Voc＝35.4V、Vm＝28.8V,系数a、b、c的典型取值为a＝0.0025/℃、b＝0.5、c＝0.00288/℃。
本算例在ADPSS程序中搭建的电磁暂态模型如图6所示。根据光伏电站的电磁暂态模型，采用ADPSS仿真平台进行谐波分析仿真计算。
(1)谐波电流计算及结论
光伏电站选用了100台500kWp光伏并网逆变器，以66kV电压等级接入系统。
计算公共连接点的实际短路容量为Sk1时第h次谐波电流允许值：
取Sk1＝1844MVA，Sk2＝500MVA
式中，Sk1为公共连接点的最小短路容量；Sk2为基准短路容量；Ihp为根据GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》规定的第h次谐波电流允许值，A；Ih为短路容量为Sk1时第h次谐波电流允许值。
在公共连接点处第i个用户的第h次谐波电流允许值为，
其中，Si为第i个用户的用电协议容量；St为公共连接点的供电设备容量，α为相位叠加系数，Si＝50MVA，St＝360MVA。
根据本项目研究所建立的光伏电站电磁暂态模型，并与兴昇光伏电站实际相结合，用ADPSS程序进行谐波分析仿真计算，得到兴昇光伏电站接入并网点(公共连接点)的电流波形如图7所示。
对仿真得到的时域波形进行DFT变换，得到兴昇光伏电站注入电网的谐波电流值。
根据国标计算出公共点允许兴昇光伏电站注入电网的谐波电流限值，将根据详细模型计算的光伏电站输出的谐波电流值与限值进行比较，如果小于限值则表示合格，否则视为超标，具体对比结果如表2所示。
表2在66kV公共点注入谐波电流与限值比较结果
根据计算结果，本次计算的光伏站注入公共点的各次谐波电流以3、5、7次较大，达3.1kA，未超过电流允许值，满足要求。
(2)谐波电压计算及结论
计算出兴昇光伏电站在并网点产生的各次谐波电压含有率及电压总谐波畸变率，
电网各次谐波电压含有率为：
式中，UN为电网的标称电压，UN＝66kV；Sk为公共连接点的三相短路容量，Sk＝1844MVA；Ih为第h次谐波电流。
电压总谐波畸变率为：
式中，HRUh为第h次谐波电压含有率。
将光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率和电压总谐波畸变率与国标规定的66kV公用电网各次谐波电压含有率和电压总谐波畸变率限值进行比较，如果小于限值则表示合格，否则视为超标，具体对比结果如表3和表4所示。
表3兴昇光伏电站在并网点产生的各次谐波电压含有率和限值比较结果
表4兴昇光伏电站在并网点产生的电压总谐波畸变率和限值比较结果
| 电压总谐波畸变率(％) | 限值(％) | 结论 |
| 0.72 | 3.0 | 合格 |
计算结果表明，兴昇光伏电站接入后注入并网点的谐波电流均满足国标要求，在公共点产生的谐波电压含有率和总谐波电压畸变率满足国标要求。
本发明实施例提出的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，以蒙东电网典型光伏电站为例为例搭建了详细的电磁暂态数学模型，建立了光伏阵列模型、并网逆变器模型和最大功率点跟踪(MPPT)模块模型，在此基础上，对蒙东地区典型光伏电站的谐波电流和谐波电压进行了计算；由仿真计算可知，该光伏电站的确存在一定的谐波分量，较大的谐波分量是3、5、7次，其中最大的谐波电流是3次谐波；当接入电网时，各等级母线发生一定的电压畸变，但在允许范围内；当光伏电站接入德伯斯变电站的66kV母线时，光伏电站并网点的各次谐波电流均在允许范围内，并网点电压总畸变率在允许范围内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
步骤一：根据光伏电站并网的拓扑结构，建立光伏电站的数学模型；
步骤二：基于ADPSS仿真平台电磁暂态计算模块，建立光伏电站电磁暂态模型；
步骤三：利用ADPSS仿真系统对光伏电站进行电磁暂态仿真计算，得到光伏电站输入电网的谐波电流，以及产生的谐波电压；
步骤四：分别将得到的谐波电流和谐波电压与限值相比，若小于限值，则表示合格，否则视为超标。
2.根据权利要求1所述的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，其特征是，所述光伏电站的数学模型包括光伏阵列模型、光伏并网逆变器模型和最大功率点跟踪模块模型。
3.根据权利要求1所述的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，其特征是，所述基于ADPSS仿真平台电磁暂态计算模块，建立光伏电站电磁暂态模型的方法为：
对光伏电站的数学模型进行派克变换，得到所述数学模型在dq0坐标下的电压和电流方程式；
对所述电压和电流方程式进行差分化，得到电压和电流在d轴与q轴的分量，从而得到所述光伏电站电磁暂态模型。
4.根据权利要求1所述的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，其特征是，所述光伏电站输入电网的谐波电流的计算方法为：
根据建立的光伏电站电磁暂态模型与光伏电站相结合，采用ADPSS仿真平台进行计算，得到线路上光伏电站流向并网点的电流波形；
对仿真得到的电流波形进行离散傅里叶变换变换，得到光伏电站输入电网的谐波电流值。
5.根据权利要求1所述的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，其特征是，所述光伏电站输入电网的谐波电压的计算方法为：
根据国际规定标准，计算光伏逆变器输出的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率及电压总谐波畸变率；其中：
电网各次谐波电压含有率为：
式中，UN为电网的标称电压；Sk为公共连接点的三相短路容量；Ih为第h次谐波电流；
电压总谐波畸变率为：
式中，HRUh为第h次谐波电压含有率。
6.根据权利要求1所述的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，其特征是，将得到的谐波电流与限值相比的步骤包括：
计算在公共连接点处各谐波次数所对应的允许光伏电站注入谐波电流限值；
将光伏站注入电网的谐波电流值与谐波电流限值比较，若前者小于后者，则表示合格，否则视为超标。
7.根据权利要求1所述的光伏电站并网电磁暂态建模与谐波评估方法，其特征是，将得到的谐波电压与限值相比的步骤包括：
将光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率与国标规定的公用电网各次谐波电压含有率限值进行比较；
若光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电网各次谐波电压含有率小于国标规定的公用电网各次谐波电压含有率限值，则表示合格，否则视为超标；
将光伏站注入电网的谐波电流在并网点产生的电压总谐波畸变率与国标规定公用电网电压总谐波畸变率限值相比，若前者小于后者，则表示合格，否则视为超标。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110729733A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-24 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种光伏电站谐波计算方法 |
| CN110991026A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-10 | 国网四川省电力公司攀枝花供电公司 | 风电和光伏发电并网的谐波限值分配方法 |
| CN112134288A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-25 | 国网江苏省电力有限公司滨海县供电分公司 | 基于前/后向扫描谐波潮流的谐波污染配电网络重构方法 |
| CN114325045A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-12 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种光伏发电输出电能质量检测方法 |
| CN117369307A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-01-09 | 南京千智电气科技有限公司 | 一种光伏电站暂态建模仿真系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103997059A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-20 | 国家电网公司 | 三相单级光伏并网的电磁与机电暂态模型的建模方法 |
| CN104978481A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 国网宁夏电力公司电力科学研究院 | 一种光伏电站机电暂态模型的实测建模方法 |
| CN107862103A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-03-30 | 国家电网公司 | 一种基于adpss的仿真模型生成方法及系统 |
-
2018
- 2018-06-20 CN CN201810636961.XA patent/CN109038541A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103997059A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-20 | 国家电网公司 | 三相单级光伏并网的电磁与机电暂态模型的建模方法 |
| CN104978481A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 国网宁夏电力公司电力科学研究院 | 一种光伏电站机电暂态模型的实测建模方法 |
| CN107862103A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-03-30 | 国家电网公司 | 一种基于adpss的仿真模型生成方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TENG YUN等: "Research and Realization of Hardware - in - the - loop Simulation Technology for Photovoltaic Power Generation System Based on ADPSS", 《2017 10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT COMPUTATION TECHNOLOGY AND AUTOMATION》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110729733A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-24 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种光伏电站谐波计算方法 |
| CN110991026A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-10 | 国网四川省电力公司攀枝花供电公司 | 风电和光伏发电并网的谐波限值分配方法 |
| CN112134288A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-25 | 国网江苏省电力有限公司滨海县供电分公司 | 基于前/后向扫描谐波潮流的谐波污染配电网络重构方法 |
| CN114325045A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-12 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种光伏发电输出电能质量检测方法 |
| CN117369307A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-01-09 | 南京千智电气科技有限公司 | 一种光伏电站暂态建模仿真系统 |
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