CN114513005B - 考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法 - Google Patents
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Abstract
一种考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态模型，搭建考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态模型；在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值期间，可针对分布式光伏的不同出力，增大有功电流，以维持分布式光伏有功功率，电流最大为额定电流的指定倍数，同时功率不能超过初始功率；在分布式光伏并网点电压恢复后，可实现分布式光伏模型有功功率恢复到故障前状况；在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值超过一定时间后，可实现分布式光伏模型的切机功能；本发明的模型，可以实现考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态仿真准确模拟，确保电力系统的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统分布式光伏建模领域，具体涉及一种考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法。
背景技术
随着分布式光伏接入规模的逐渐增大，其对电网安全稳定运行的影响越来越大，以往对分布式光伏粗放式管理的模式，可能会产生一定安全隐患。为了保证含高比例分布式光伏的电网安全稳定，亟需提高分布式光伏的特性认知水平，在电网仿真分析计算中考虑分布式光伏的并网特性。因此，本专利结合相关分布式光伏并网特性，并考虑光伏发电机组电流限制，搭建考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，可以实现考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态仿真准确模拟，确保电力系统的安全稳定运行。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种实现考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态仿真准确模拟，确保电力系统的安全稳定运行的模型。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，包括如下步骤：
a)在PSASP软件中结合相关分布式光伏发电并网特性和机组的电流限制，设置分布式光伏的最大电流；
b)在PSASP软件中搭建考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法框架，通过模型中的输入量实现系统仿真数据的读取，通过模型中的输出量实现对系统仿真过程的控制；
c)在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值期间，模型针对分布式光伏的不同初始功率增大有功电流且不超过最大电流限制；
d)当分布式光伏并网点电压恢复后，将分布式光伏模型有功功率恢复到故障前的状况；
e)在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值且超过指定时间后，进行分布式光伏模型的切机功能；
f)在系统仿真中将相关元件设为本模型。
进一步的，步骤a)中最大电流数值以分布式光伏额定电流的倍数计量。
进一步的，步骤c)中模型可通过读取当前功率和额定功率实现自动识别初始功率，并确保分布式光伏功率不超过初始功率。
进一步的，步骤e)中指定时间的设置根据不同并网点电压跌落程度进行修改。
本发明的有益效果是：结合现有相关分布式光伏的并网特性，充分考虑光伏发电机组电流限制，搭建考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法；在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值期间，可针对分布式光伏的不同出力，增大有功电流，以维持分布式光伏有功功率，电流最大为额定电流的指定倍数，同时功率不能超过初始功率；在分布式光伏并网点电压恢复后，可实现分布式光伏模型有功功率恢复到故障前状况；在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值超过一定时间后，可实现分布式光伏模型的切机功能；本发明的模型，可以实现考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态仿真准确模拟，确保电力系统的安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明的分布式光伏机电暂态模型结构图A；
图2为本发明的分布式光伏机电暂态模型结构图B；
图3为本发明的分布式光伏机电暂态模型结构图C；
图4为本发明的分布式光伏机电暂态模型结构图D；
图5为本发明的分布式光伏机电暂态模型的参数图；
图6为本发明的实施例中分布式光伏50%出力条件下并网点跌落电压低于0.85pu且不超过指定时间的仿真结果；
图7为本发明的实施例中分布式光伏50%出力条件下并网点跌落电压低于0.5pu且不超过指定时间的仿真结果；
图8为本发明的实施例中分布式光伏50%出力条件下并网点跌落电压低于0.85pu且超过指定时间的仿真结果。
具体实施方式
下面结合附图1至附图8对本发明做进一步说明。
一种考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，包括如下步骤：
a)在PSASP软件中结合相关分布式光伏发电并网特性和机组的电流限制，设置分布式光伏的最大电流。
b)在PSASP软件中搭建考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法框架，通过模型中的输入量实现系统仿真数据的读取，通过模型中的输出量实现对系统仿真过程的控制，从而实现该模型与系统仿真的交互。
c)在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值期间，模型针对分布式光伏的不同初始功率增大有功电流且不超过最大电流限制，以维持分布式光伏有功功率波动较小，同时须保证分布式光伏功率不得超过其初始功率。
d)当分布式光伏并网点电压恢复后，将分布式光伏模型有功功率恢复到故障前的状况。
e)在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值且超过指定时间后，进行分布式光伏模型的切机功能。
f)在系统仿真中将相关元件设为本模型，且本模型中的可调参数均可在系统仿真中进行修改。
本发明考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，由于主要包括：结合现有相关分布式光伏的并网特性，充分考虑光伏发电机组电流限制，搭建考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法；在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值期间，可针对分布式光伏的不同出力，增大有功电流，以维持分布式光伏有功功率，电流最大为额定电流的指定倍数，同时功率不能超过初始功率；在分布式光伏并网点电压恢复后，可实现分布式光伏模型有功功率恢复到故障前状况；在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值超过一定时间后，可实现分布式光伏模型的切机功能；本发明的模型，可以实现考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态仿真准确模拟，确保电力系统的安全稳定运行。
下面通过一个具体的实例对本发明进行进一步说明：
本发明构造相应的仿真算例，采用考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法进行仿真计算，具体的结果和参数分别如图1和附图2所示。需要注意的是，本算例是基于PSASP软件进行相关计算的，本发明的模型及控制模式也同样适用于其它软件。附图1通过赋值环节、比较环节、乘法运算、加法运算、除法运算、可控开关、最小值函数等实现在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值期间，模型可针对分布式光伏的不同初始功率，增大有功电流且不超过最大电流限制，以尽量维持分布式光伏有功功率波动较小，同时须保证分布式光伏功率不得超过其初始功率；附图2通过赋值环节、乘法运算、除法运算、可控开关、最小值函数等实现分布式光伏模型的电流限制和出力水平限制；附图3通过赋值环节、比较环节、乘法运算、延时环节等实现分布式光伏并网点电压跌落至指定数值超过一定时间后的切机功能，其中两路控制可以实现不同并网点电压跌落程度可设置不同的切机时间；附图4通过赋值环节、乘法运算、除法运算、正弦函数、余弦函数等实现由本模型向PSASP暂稳作业发送电流指令。
模型号4043为本发明实施例中搭建的分布式光伏模型，其额定功率设置为2兆瓦（基准功率为100兆瓦），潮流计算中将其功率设置为50%出力，指定倍数设置为1倍。
分布式光伏50%出力条件下并网点跌落电压低于0.85pu，且持续时间为1.5s时，有功功率仿真结果如图3所示；分布式光伏50%出力条件下并网点跌落电压低于0.5pu，且持续时间为0.1s时，有功功率仿真结果如图4所示；分布式光伏50%出力条件下并网点跌落电压低于0.85pu，且持续时间为2.5s时，有功功率仿真结果如图5所示。从附图6至附图8可以看出，本发明所提出的模型，可以实现考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态仿真准确模拟。和现有技术相比较，本发明具备如下优点：本发明的模型可以实现考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态仿真准确模拟，确保电力系统的安全稳定运行。
进一步的，步骤a)中最大电流数值以分布式光伏额定电流的倍数计量。该倍数可以根据分布式光伏实际特性进行修改。
进一步的，步骤c)中模型可通过读取当前功率和额定功率实现自动识别初始功率，并确保分布式光伏功率不超过初始功率。
进一步的，步骤e)中指定时间的设置根据不同并网点电压跌落程度进行修改。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)在PSASP软件中结合相关分布式光伏发电并网特性和机组的电流限制，设置分布式光伏的最大电流；
b)在PSASP软件中搭建考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法框架，通过分布式光伏机电暂态模型中的输入量实现系统仿真数据的读取，通过分布式光伏机电暂态模型中的输出量实现对系统仿真过程的控制；
c)在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值期间，分布式光伏机电暂态模型针对分布式光伏的不同初始功率增大有功电流且不超过最大电流限制；
d)当分布式光伏并网点电压恢复后，将分布式光伏机电暂态模型有功功率恢复到故障前的状况；
e)在分布式光伏并网点电压跌落至指定数值且超过指定时间后，进行分布式光伏机电暂态模型的切机功能；
f)在系统仿真中将相关元件设为本分布式光伏机电暂态模型。
2.根据权利要求1所述的考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，其特征在于：步骤a)中最大电流数值以分布式光伏额定电流的倍数计量。
3.根据权利要求1所述的考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，其特征在于：步骤c)中分布式光伏机电暂态模型可通过读取当前功率和额定功率实现自动识别初始功率，并确保分布式光伏功率不超过初始功率。
4.根据权利要求1所述的考虑电流限制和出力水平的分布式光伏机电暂态建模方法，其特征在于：步骤e)中指定时间的设置根据不同并网点电压跌落程度进行修改。
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