CN117557407A - 分布式光伏集群惯量评估方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

分布式光伏集群惯量评估方法、装置、电子设备及介质 Download PDF

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CN117557407A CN202311576198.3A CN202311576198A CN117557407A CN 117557407 A CN117557407 A CN 117557407A CN 202311576198 A CN202311576198 A CN 202311576198A CN 117557407 A CN117557407 A CN 117557407A
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Abstract

本发明公开了分布式光伏集群惯量评估方法、装置、电子设备及介质。该方法包括：对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；基于RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率并生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；对RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据特性曲线确定有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。本发明的技术方案，通过建立一种评估平台快速评估分布式光伏集群惯量支持能力，对明确系统安全稳定运行边界、推进新型电力系统构建方面具有重要意义。

Description

分布式光伏集群惯量评估方法、装置、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及分布式光伏技术领域，尤其涉及分布式光伏集群惯量评估方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
在传统以同步发电机为主体的电力系统中，同步发电机具有的机械转动惯量可以在电网频率发生波动时维持系统的稳定运行。而在新型电力系统中，为了实现能源清洁低碳转型和可持续发展需求，风电、光伏等新能源得到了快速发展，导致电力系统中常规同步发电机电源正逐步被新能源电源所替代。由于新能源具有随机性及波动性特征，使得常规同步发电机电源被新能源电源替代后电力系统惯量在特点及形式上发生改变，其等效惯量水平及灵活调节能力持续下降，使得分布式电源脱网风险增加，对电力系统的稳定运行带来挑战。因此高比例电力电子设备的新型电力系统惯量评估技术对明晰系统特性、指导系统安全稳定运行、推进新型电力系统构建等方面具有重要意义。
现有手段中也有对分布式光伏惯量进行评估测试的技术方案，例如，一种虚拟同步发电机的虚拟惯量测试方法及其测量装置，该专利推导了惯量时间常数与实际输出有功功率之间的定量关系，并通过搭建的测试平台，对电网施加频率扰动，最终计算得到虚拟惯量大小。该专利的测试平台包括电网模拟装置、电网扰动发送装置以及虚拟同步发电机。电网经降压变压器，通过整流装置整流为直流，再经逆变器输出所需要的电压波形，最后由升压变压器连接至虚拟同步发电机，通过修改变流器型电网扰动发生装置双向变流器逆变侧的调制波指令，测试母线能够得到虚拟同步发电机惯量响应测试所需的电压波形。该方案只能针对单个光伏节点进行惯量测试，并且该方案采用实物设备进行测试，测试成本高。
由此可见，针对分布式光伏系统，需要一个快速测量平台用以评估其集群惯量大小。
发明内容
本发明提供了分布式光伏集群惯量评估方法、装置、电子设备及介质，通过在RTDS内建立集群化分布式光伏的等值模型，利用等值模型与实物控制器仿真得到分布式光伏系统有功功率的响应曲线，提取有功响应曲线上相关变量参数，通过虚拟同步发电机数学模型表达式得到虚拟惯量值，可以快速评估分布式光伏配电网的支撑能力，测试成本低，对明确系统安全稳定运行边界、推进新型电力系统构建方面具有重要意义。
根据本发明的一方面，提供了一种分布式光伏集群惯量评估方法，应用于分布式光伏集群惯量评估设备，所述分布式光伏集群惯量评估设备设置于配电网，该方法包括：
对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；
基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，所述分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；
对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，并根据所述有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。
根据本发明的另一方面，提供了一种分布式光伏集群惯量评估装置，包括：
等值模型建立模块，对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；
系统闭环控制模块，基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，所述分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；
惯量支撑评估模块，对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，并根据所述有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的分布式光伏集群惯量评估方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的分布式光伏集群惯量评估方法。
本发明实施例的技术方案，通过在RTDS内建立集群化分布式光伏的等值模型，利用等值模型与实物控制器仿真得到分布式光伏系统有功功率的响应曲线，提取有功响应曲线上相关变量参数，通过虚拟同步发电机数学模型表达式得到虚拟惯量值，可以快速评估分布式光伏配电网的支撑能力，测试成本低，对明确系统安全稳定运行边界、推进新型电力系统构建方面具有重要意义。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种分布式光伏集群惯量评估方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一提供的基于RTDε的分布式光伏集群惯量支持能力快速评估平台的结构示意图；
图3是根据本发明实施例一提供的一种分布式光伏系统配电网示意图；
图4是根据本发明实施例一提供的一种集群化分布式光伏的RTDS等值模型示意图；
图5是根据本发明实施例二提供的一种分布式光伏集群惯量评估方法的流程图；
图6是根据本发明实施例二提供的一组有功响应曲线图；
图7是根据本发明实施例三提供的一种分布式光伏集群惯量评估装置的结构示意图；
图8是实现本发明实施例四的分布式光伏集群惯量评估方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例一提供了一种分布式光伏集群惯量评估方法的流程图，本实施例可适用于分布式光伏集群惯量评估情况，该方法可以由分布式光伏集群惯量评估装置来执行，该分布式光伏集群惯量评估装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该分布式光伏集群惯量评估装置可配置于配电网中。如图1所示，该方法包括：
S110、对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型。
本申请实施例中，光伏节点是指电网中基于光伏发电的电源接入点，也称分布式发电系统，将发电装置与电网相连，在适当条件下进行发电并向电网输送电能的一种光伏发电系统。其中集群化分布式光伏发电系统是指在用户端或靠近用户端的地方，以太阳能电池板为主要设备，通过逆变器将太阳能转换成交流电的系统。它可以直接向建筑物或工业设施供电，并可实现能源的本地消纳和分布式管理。分布式光伏发电系统既可以作为主电源使用，也可以作为辅助能源来补充电力不足时的需求，具有环保节能、灵活、可靠性高的优点，同时光伏系统存在投资成本高、依赖阳光、技术要求高的局限性。
其中RTDS全称为实时数字模拟，是数字仿真技术、计算机技术和并行处理技术发展的产物，它不仅具有数字仿真的特点，而且更重要的是并行处理技术的采用和专门硬件的设计保证了RTDS运行的实时性和具有闭环测试的能力。需要说明的是，本技术方案是基于RTDS实时仿真装置建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型。
需要注意的是，光伏参与频率支撑的有功-频率控制具有复杂性与非线性性质，且控制参数可能具有多元性与时变性，这不仅导致了相应系统惯量难以准确辨识，也使得调度中心难以在获知当前光伏渗透率与相应控制策略及参数的情况下直接计算当下系统等效惯量，从而为电力系统中对光伏的有功精准调度造成了困难。本技术方案旨在解决对分布式光伏集群惯量评估，为后续光伏的有功精准调度奠定基础。
S120、基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，所述分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制。
本申请实施例中，参见图2是基于RTDS的分布式光伏集群惯量支持能力快速评估平台的结构示意图，该平台包括一个RTDS数字实时仿真装置以及多个光伏实物控制器，RTDS通过其丰富的I/O接口与光伏实物控制器相连，光伏实物控制器接受处理RTDS发送的温度数据以及光照强度数据，根据MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点追踪)算法得到光伏节点有功功率，然后根据虚拟同步发电机的控制模型产生PWM(PulseWidth Modulation，脉宽宽度调制)信号，形成硬件闭环测试平台，实现半实物闭环仿真控制。其中MPPT是最大功率点追踪算法，MPPT算法的作用是使光伏电池一直工作在最大功率点上，当外界温度、光照等因素发生变化时，最大功率点会发生移动，自动追踪并稳定在最大功率点工作。理想条件下，计算光伏节点功率可以通过多次测量光伏节点输出的电压和电流计算，光伏节点功率特性表达式为：
其中P和U分别为光伏节点功率和电压，α为短路电流的相对温度系数，Isc为标准光照及温度下的短路电流，Gin为光照强度，G为标准光照强度，Tin为光伏电池温度，T为标准温度，I0为等效二极管P-N结反向饱和电流，A为PN结的曲线常数，k为玻耳兹曼常数，q为电子电荷。
其中，RTDS用于构建集群化分布式光伏系统的等值模型，且向光伏实物控制器传递温度数据及光照强度数据，作为输入数据。光伏实物控制器接受RTDS传输的温度及光照强度数据，通过虚拟同步发电机算法生成PWM控制信号作为输出数据。PWM的全称是脉冲宽度调制，是通过将有效的电信号分散成离散形式从而来降低电信号所传递的平均功率的一种方式。
作为一种可选但非限定的实现方式，所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型包括n个受控电压源、n个负荷、n个PV节点线路阻抗和不同PV节点之间的线路阻抗，n＞1；其中，所述受控电压源的控制参数包括光伏节点温度参数以及光照强度参数。
本申请实施例中，电力系统的等值模型实际上是系统中各元件按相关关系组成的，本实施例中的分布式光伏系统的RTDS等值模型有多个组成元件，包括受控电压源、负荷、PV节点线路阻抗和节点间线路阻抗。其中PV节点是指给定负荷功率、电源有功功率和节点电压幅值，待求节点电压角度和电源无功功率的节点。
参见图3是分布式光伏系统配电网示意图，该配电网上含有多个PV以及负荷节点，对该图所示配电网系统进行主动支撑能力评估需要对其建立等值模型，简化分析。
参见图4是集群化分布式光伏的RTDS等值模型示意图，所建立的等值模型包括n个受控电压源V1～Vn、n个负荷、PV节点线路阻抗L1～Ln以及不同PV节点之间线路阻抗RL1～RLn和LL1～LLn。其中受控电压源的控制参数包括光伏节点温度参数T1～Tn以及光照强度参数E1～En。
作为一种可选但非限定的实现方式，基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，包括：
基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型的输入输出接口，将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器。
本申请实施例中，需要说明的是，该分布式光伏集群惯量支持能力快速评估系统包含包括一个RTDS数字实时仿真装置以及多个光伏实物控制器，RTDS通过其丰富的I/O接口与RTDS相连，RTDS传递温度及光照强度数据，光伏实物控制器用来接收输入的温度和光照强度数据，输出光伏节点的电压和功率。
通过集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型的输入输出接口，将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，能够基于温度数据和光照强度数据计算光伏节点有功功率，从而能够实现集群化分布式光伏系统的闭环控制。
S130、对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，并根据所述有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。
本申请实施例中，光伏能源发电系统中，由于存在随机性及波动性的特征，会导致电源拖网风险的增加，需测试电力系统光伏惯量的稳定性。本技术上通过自主增加频率扰动，在已知扰动频率的基础上得到对应的光伏系统有功响应特性曲线。根据有功响应特性曲线确定有功变化量，计算光伏系统的惯量大小，从而评估分布式光伏系统惯量支持能力。
作为一种可选但非限定的实现方式，所述频率扰动包括N组，每组M次；单组频率扰动集合为{Δfi1，Δfi2，...，Δfij...，ΔfiM}，Δfij频率变换率范围为-1Hz/s-1Hz/s；其中，
本申请实施例中，基于RTDS的分布式光伏集群惯量支持能力快速评估平台，对所建立模型施加一共N*M次的频率扰动。Δfij是指第i组第j次的扰动频率值，范围区间为-1Hz/s～1Hz/s，其中组间对应的频率扰动值相同，同组内的频率扰动值不同，计算公式为 同组内每次扰动值依次为-1，
本发明公开了分布式光伏集群惯量评估方法，该方法包括：对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；基于集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，分布式光伏实物控制器根据温度数据和光照强度数据确定输出电压和电流，再根据光伏节点功率计算公式确定光伏节点功率，并根据光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；对集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据有功响应特性曲线确定有功变化量，并根据所述有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。本发明的技术方案，通过在RTDS内建立集群化分布式光伏的等值模型，利用等值模型与实物控制器仿真得到分布式光伏系统有功功率的响应曲线，提取有功响应曲线上相关变量参数，通过虚拟同步发电机数学模型表达式得到虚拟惯量值，可以快速评估分布式光伏配电网的支撑能力，测试成本低，对明确系统安全稳定运行边界、推进新型电力系统构建方面具有重要意义。
实施例二
图5为本发明实施例二提供的一种分布式光伏集群惯量评估方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，未在本申请实施例中详尽描述的方案见上述实施例。如图5所示，本发明实施例二提供了一种分布式光伏集群惯量评估方法的流程图，该方法包括：
S510、对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型。
S520、基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，所述分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制。
S530、对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，根据所述有功变化量、惯量频率扰动和预先确定的电网额定频率，计算每组分布式光伏集群惯量。
本申请实施例中，基于RTDS的分布式光伏集群惯量支持能力快速评估系统，对所建立模型施加一共N组，每组M次的频率扰动。施加扰动后，通过仿真模型测试得到每组M条有功功率响应曲线，通过有功响应曲线得到相关参数，并根据虚拟同步发电机数学模型方程计算得到惯量大小。然后，多次施加频率扰动，计算得到多组惯量值。分布式光伏系统的惯量大小为多次计算的平均值。虚拟同步发电机的数学模型表达式为：
其中，Pij为第i组第j次频率扰动下的电网有功功率，fN为电网额定频率，t为时间，PN为电网额定功率，Jij为第i组第j次频率扰动下的系统惯量，Δfij为第i组第j次频率扰动下的系统惯量频率扰动。
具体的，根据响应曲线得到对应频率扰动下的有功变换量ΔP。然后根据已知的有功变化量ΔP、惯量扰动频率Δfij和电网额定频率，确定每组分布式光伏集群惯量。
作为一种可选但非限定的实现方式，根据所述有功变化量、频率扰动和预先确定的电网额定频率，计算每组分布式光伏集群惯量，包括：
采用如下公式计算每组分布式光伏集群惯量；
其中，ΔPij为第i组第j次频率扰动下的有功变化量，Δfij为第i组第j次频率扰动下的惯量频率扰动，fN为电网额定频率，Jij为第i组第j次频率扰动下的分布式光伏集群惯量。
本申请实施例中，根据虚拟同步发电机模型的数学表达式计算得到每次频率扰动下的惯量值，可以理解的是，已知ΔPij第i组第j次频率扰动下的有功变化量由有功响应曲线确定，Δfij第i组第j次频率扰动下的惯量频率扰动由公式确定，fN为电网额定频率已预先确定，因此根据公式/>和已知的三个参数ΔPij、Δfij、fN，可以计算出第i组第j次频率扰动下的分布式光伏集群惯量Jij的值，而每组分布式光伏集群惯量值为组内每次分布式光伏集群惯量值之和。
其中，虚拟同步发电机模型的数学表达式为：
其中ΔPij为有功变化量标值，t1、t2为施加频率扰动前后两个时刻。
S540、对所述每组分布式光伏集群惯量进行求均值计算，得到惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。
本申请实施例中，根据上述中虚拟同步发电机模型的数学表达式计算得到每次频率扰动下的惯量值，然后计算得到每次频率扰动下的惯量平均值，得到分布式光伏系统集群惯量J。
作为一种可选但非限定的实现方式，对所述每组的分布式光伏集群惯量进行求均值计算，得到惯量大小，包括：
采用如下公式计算惯量大小；
其中，J为惯量大小，Jij为第i组第j次频率扰动下的分布式光伏集群惯量，1≤i≤N，1≤j≤M。
本申请实施例中，根据上述中虚拟同步发电机模型的数学表达式计算得到每次频率扰动下的惯量值，然后计算得到每组频率扰动下的惯量平均值，得到分布式光伏系统集群惯量J。其中分布式光伏系统集群惯量为N*M次的光伏集群惯量之和与施加的次数N*M的商值。
以测试某县域集群光伏配电网等效惯量为例，首先在RTDS中建立配电网等值模型，与实物控制器形成半实物仿真平台。通过RTDS施加2组，每组4次的频率扰动。每组频率扰动分别为-1Hz/s、-0.5Hz/s、0.5Hz/s、1Hz/s。参见图6为施加-0.5Hz/s频率扰动后通过本发明所述半实物系统得到一组有功响应曲线图。由响应曲线可得到有功变换量0.31pu，计算得到等效惯量大小为3.1。参见表1示出了8次频率扰动参数汇总。
表1频率扰动参数
计算得到8次频率扰动下系统等效惯量平均值为3.25。因此所测试的某县域集群光伏配电网的等效惯量为3.25。
本发明公开了分布式光伏集群惯量评估方法，该方法包括：对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；基于集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定输出电压和电流，再根据光伏节点功率计算公式确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，根据所述有功变化量、惯量频率扰动和预先确定的电网额定频率，计算每组分布式光伏集群惯量；对所述每组分布式光伏集群惯量进行求均值计算，得到惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。本发明的技术方案，通过在RTDS内建立集群化分布式光伏的等值模型，利用等值模型与实物控制器仿真得到分布式光伏系统有功功率的响应曲线，提取有功响应曲线上相关变量参数，通过虚拟同步发电机数学模型表达式得到虚拟惯量值，可以快速评估分布式光伏配电网的支撑能力，测试成本低，对明确系统安全稳定运行边界、推进新型电力系统构建方面具有重要意义。
实施例三
图7为本发明实施例三提供的一种分布式光伏集群惯量评估装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：
等值模型建立模块710，用于对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；
系统闭环控制模块720，用于基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，所述分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；
惯量支撑评估模块730，用于对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，并根据所述有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。
可选的，系统闭环控制模块720模块包括：
发送数据单元，用于基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型的输入输出接口，将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器。
可选的，惯量支撑评估模块730包括：
计算惯量单元，用于根据所述有功变化量、惯量频率扰动和预先确定的电网额定频率，计算每组分布式光伏集群惯量；
计算均值惯量单元，用于对所述每组分布式光伏集群惯量进行求均值计算，得到惯量大小。
可选的，计算惯量单元包括：
采用如下公式计算每组分布式光伏集群惯量；
其中，ΔPij为第i组第j次频率扰动下的有功变化量，Δfij为第i组第j次频率扰动下的惯量频率扰动，fN为电网额定频率，Jij为第i组第j次频率扰动下的分布式光伏集群惯量。
可选的，计算均值惯量单元包括：
采用如下公式计算惯量大小；
其中，J为惯量大小，Jij为第i组第j次频率扰动下的分布式光伏集群惯量，1≤i≤N，1≤j≤M。
可选的，所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型包括n个受控电压源、n个负荷、n个PV节点线路阻抗和不同PV节点之间的线路阻抗，n＞1；其中，所述受控电压源的控制参数包括光伏节点温度参数以及光照强度参数。
可选的，所述频率扰动包括N组，每组M次；单组频率扰动集合为{Δfi1，Δfi2，...，Δfij...，ΔfiM}，Δfij频率变换率范围为-1Hz/s-1Hz/s；其中，
本发明实施例所提供的分布式光伏集群惯量评估装置可执行本发明任意实施例所提供的分布式光伏集群惯量评估方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图8示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图8所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如分布式光伏集群惯量评估方法。
在一些实施例中，分布式光伏集群惯量评估方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的分布式光伏集群惯量评估方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行分布式光伏集群惯量评估方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.分布式光伏集群惯量评估方法，其特征在于，包括：
对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；
基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，所述分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；
对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，并根据所述有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型包括n个受控电压源、n个负荷、n个PV节点线路阻抗和不同PV节点之间的线路阻抗，n>1；其中，所述受控电压源的控制参数包括光伏节点温度参数以及光照强度参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频率扰动包括N组，每组M次；单组频率扰动集合为{Δfi1，Δfi2，...，Δfij...，ΔfiM}，Δfij频率变换率范围为-1Hz/s-1Hz/s；其中，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述有功变化量计算惯量大小，包括：
根据所述有功变化量、惯量频率扰动和预先确定的电网额定频率，计算每组分布式光伏集群惯量；
对所述每组分布式光伏集群惯量进行求均值计算，得到惯量大小。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述有功变化量、频率扰动和预先确定的电网额定频率，计算每组分布式光伏集群惯量，包括：
采用如下公式计算每组的分布式光伏集群惯量；
其中，ΔPij为第i组第j次频率扰动下的有功变化量，Δfij为第i组第j次频率扰动下的惯量频率扰动，fN为电网额定频率，Jij为第i组第j次频率扰动下的分布式光伏集群惯量。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述每组分布式光伏集群惯量进行求均值计算，得到惯量大小，包括：
采用如下公式计算惯量大小；
其中，J为惯量大小，Jij为第i组第j次频率扰动下的分布式光伏集群惯量，1≤i≤N，1≤j≤M。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，包括：
基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型的输入输出接口，将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器。
8.一种分布式光伏集群惯量评估装置，其特征在于，包括：
等值模型建立模块，用于对含有光伏节点和负荷的配电网建立集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型；
系统闭环控制模块，用于基于所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型将温度数据和光照强度数据发送至分布式光伏实物控制器，所述分布式光伏实物控制器根据所述温度数据和光照强度数据确定光伏节点功率，并根据所述光伏节点功率生成脉宽调制控制信号，实现集群化分布式光伏系统的闭环控制；
惯量支撑评估模块，用于对所述集群化分布式光伏系统的RTDS等值模型施加频率扰动，得到分布式光伏系统的有功响应特性曲线，根据所述有功响应特性曲线确定有功变化量，并根据所述有功变化量计算惯量大小，实现分布式光伏集群惯量支撑能力的评估。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的分布式光伏集群惯量评估方法。
10.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的分布式光伏集群惯量评估方法。
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