本發(fā)明屬于光伏電站等值建模，尤其涉及基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、目前，常見(jiàn)的光伏發(fā)電系統(tǒng)主要分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本較高，以往的太陽(yáng)能發(fā)電主要應(yīng)用于偏遠(yuǎn)、難以接入常規(guī)電網(wǎng)的地區(qū)，且多采用小型或中型離網(wǎng)系統(tǒng)。然而，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和科技的持續(xù)進(jìn)步，光伏發(fā)電的應(yīng)用已經(jīng)從偏遠(yuǎn)地區(qū)逐步擴(kuò)展到并網(wǎng)光伏發(fā)電和光伏智能建筑領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。與離網(wǎng)型電站相比，光伏電站并入大電網(wǎng)具有多方面優(yōu)勢(shì)。首先，無(wú)需擔(dān)心對(duì)負(fù)載供電的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量問(wèn)題；其次，光伏電池能夠持續(xù)在最大功率點(diǎn)運(yùn)行，由大電網(wǎng)接納光伏電站發(fā)出的全部電能，從而提高了光伏發(fā)電的效率；最后，省去了蓄電池作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，減少了蓄電池充放電過(guò)程中的能量損失，同時(shí)也避免了蓄電池的運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用以及廢舊蓄電池可能帶來(lái)的間接污染。

3、隨著并網(wǎng)投運(yùn)的光伏電站逐漸增多，光伏系統(tǒng)的整體建模工作與并網(wǎng)特性分析變得愈發(fā)重要，然而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的光伏電站等值建模方法存在一定的技術(shù)問(wèn)題，例如：現(xiàn)有的光伏電站等值建模方法普遍采用將光伏電站直接等值為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而未曾考慮光伏電站的出力特性以及光伏電站內(nèi)部的各類損耗所帶來(lái)的計(jì)算誤差，致使在對(duì)大型并網(wǎng)光伏電站進(jìn)行等值建模時(shí)，難以準(zhǔn)確表征該大型并網(wǎng)光伏電站的穩(wěn)態(tài)特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法及系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確的表征大型并網(wǎng)光伏電站的穩(wěn)態(tài)特性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法。

4、基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，包括：

5、獲取光伏電站的外界環(huán)境參數(shù)，并設(shè)置光伏電站內(nèi)太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)的初始值；

6、結(jié)合五參數(shù)模型計(jì)算光伏發(fā)電單元逆變器的輸出功率總和，以所述輸出功率總和減去變壓器及線路的功率損耗作為光伏電站接入電網(wǎng)的功率，即逆變器控制器的功率變換模型；

7、基于所述五參數(shù)模型搭建所述光伏發(fā)電單元的諾頓等效電路，基于所述諾頓等效電路對(duì)五參數(shù)中的電氣變量和電路參數(shù)分別進(jìn)行快變更新和慢變校正；

8、將經(jīng)過(guò)快變更新和慢變矯正后的網(wǎng)側(cè)參數(shù)反饋至所述太陽(yáng)電池模型并判斷是否存在參數(shù)越限，如果越限，則重新設(shè)置光伏電站內(nèi)太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)的初始值并重新計(jì)算；如果不越限，則得出光伏電站的等值建模結(jié)果。

9、進(jìn)一步地，所述光伏電站的外界環(huán)境參數(shù)包括光伏陣列的表面溫度和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度。

10、進(jìn)一步地，所述光伏電站內(nèi)太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)包括太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻及相同溫度下不同光照強(qiáng)度下的太陽(yáng)電池最大功率追蹤點(diǎn)電壓和電流。

11、進(jìn)一步地，所述五參數(shù)模型依照變化時(shí)間尺度可以分為四種類型，即：電氣變量、電路參數(shù)、環(huán)境變量和常量。

12、進(jìn)一步地，對(duì)五參數(shù)中的電氣變量進(jìn)行快變更新，具體的：通過(guò)取所述諾頓等效電路中時(shí)刻和時(shí)刻做差來(lái)構(gòu)建迭代公式，并將所述諾頓等效電路代入所構(gòu)建的迭代公式來(lái)進(jìn)行電氣變量的快變更新。

13、進(jìn)一步地，對(duì)五參數(shù)中的電路參數(shù)進(jìn)行慢變矯正，具體的：在參數(shù)回傳時(shí)，判斷參數(shù)矯正所采用的端口電壓與當(dāng)前電壓是否一致，若一致，則暫不進(jìn)行矯正；若不一致，則將計(jì)算分解于多步仿真下，進(jìn)行參數(shù)矯正。

14、本發(fā)明第二方面提供了基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模系統(tǒng)。

15、基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模系統(tǒng)，包括：

16、參數(shù)獲取模塊，被配置為：獲取光伏電站的外界環(huán)境參數(shù)，并設(shè)置光伏電站內(nèi)太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)的初始值；

17、并網(wǎng)功率計(jì)算模塊，被配置為：結(jié)合五參數(shù)模型計(jì)算光伏發(fā)電單元逆變器的輸出功率總和，以所述輸出功率總和減去變壓器及線路的功率損耗作為光伏電站接入電網(wǎng)的功率，即逆變器控制器的功率變換模型；

18、參數(shù)更新及矯正模塊，被配置為：基于所述五參數(shù)模型搭建所述光伏發(fā)電單元的諾頓等效電路，基于所述諾頓等效電路對(duì)五參數(shù)中的電氣變量和電路參數(shù)分別進(jìn)行快變更新和慢變校正；

19、等值建模模塊，被配置為：將經(jīng)過(guò)快變更新和慢變矯正后的網(wǎng)側(cè)參數(shù)反饋至所述太陽(yáng)電池模型并判斷是否存在參數(shù)越限，如果越限，則重新設(shè)置光伏電站內(nèi)太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)的初始值并重新計(jì)算；如果不越限，則得出光伏電站的等值建模結(jié)果。

20、本發(fā)明第三方面提供了計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法中的步驟。

21、本發(fā)明第四方面提供了電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法中的步驟。

22、以上一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案存在以下有益效果：

23、本發(fā)明在對(duì)光伏電站進(jìn)行等值建模時(shí)，通過(guò)結(jié)合五參數(shù)模型計(jì)算光伏發(fā)電單元逆變器的輸出功率總和，并以輸出功率總和減去變壓器及線路的功率損耗作為光伏電站接入電網(wǎng)的功率，即逆變器控制器的功率變換模型。相比于現(xiàn)有技術(shù)中直接將光伏電站等值為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的建模方法，更加充分的考慮到了光伏電站的出力特性以及光伏電站內(nèi)部的各類損耗所帶來(lái)的計(jì)算誤差，因此，本發(fā)明能夠更加準(zhǔn)確的表征大型并網(wǎng)光伏電站的穩(wěn)態(tài)特性。

24、本發(fā)明基于諾頓等效電路對(duì)五參數(shù)中的電氣變量和電路參數(shù)分別進(jìn)行迭代，即對(duì)電氣變量通過(guò)迭代進(jìn)行快變更新、對(duì)電路參數(shù)通過(guò)迭代進(jìn)行慢變校正，并將經(jīng)過(guò)分類迭代后的網(wǎng)側(cè)參數(shù)反饋至所述太陽(yáng)電池模型。通過(guò)參數(shù)的更新與矯正，能夠進(jìn)一步提高對(duì)于光伏電站接入電網(wǎng)的功率的計(jì)算精度，進(jìn)而更好的保證對(duì)大型并網(wǎng)光伏電站的穩(wěn)態(tài)特性表征的準(zhǔn)確性。

25、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，其特征在于，所述光伏電站的外界環(huán)境參數(shù)包括光伏陣列的表面溫度和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度。

3.如權(quán)利要求1所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，其特征在于，所述光伏電站內(nèi)太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)包括太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻及相同溫度下不同光照強(qiáng)度下的太陽(yáng)電池最大功率追蹤點(diǎn)電壓和電流。

4.如權(quán)利要求1所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，其特征在于，所述五參數(shù)模型依照變化時(shí)間尺度可以分為四種類型，即：電氣變量、電路參數(shù)、環(huán)境變量和常量。

5.如權(quán)利要求4所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，其特征在于，所述電氣變量包括光伏電池端口電壓、光伏電池端口電流和光伏二極管端口電壓；所述電路參數(shù)包括光電二極管光生電流、二極管飽和電流、二極管理想?yún)?shù)、串聯(lián)等效電阻和并聯(lián)等效電阻；所述環(huán)境變量包括當(dāng)前環(huán)境輻照度和當(dāng)前環(huán)境溫度；所述常量包括標(biāo)準(zhǔn)工況輻照度、標(biāo)準(zhǔn)工況溫度、光伏組件的串聯(lián)數(shù)目和光伏組件中光伏電池的數(shù)目。

6.如權(quán)利要求1所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，其特征在于，對(duì)五參數(shù)中的電氣變量進(jìn)行快變更新，具體的：通過(guò)取所述諾頓等效電路中時(shí)刻和時(shí)刻做差來(lái)構(gòu)建迭代公式，并將所述諾頓等效電路代入所構(gòu)建的迭代公式來(lái)進(jìn)行電氣變量的快變更新。

7.如權(quán)利要求1所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法，其特征在于，對(duì)五參數(shù)中的電路參數(shù)進(jìn)行慢變矯正，具體的：在參數(shù)回傳時(shí)，判斷參數(shù)矯正所采用的端口電壓與當(dāng)前電壓是否一致，若一致，則暫不進(jìn)行矯正；若不一致，則將計(jì)算分解于多步仿真下，進(jìn)行參數(shù)矯正。

8.基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法中的步驟。

10.電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了基于逆變器控制器變換的光伏電站等值建模方法及系統(tǒng)，屬于光伏電站等值建模技術(shù)領(lǐng)域；通過(guò)獲取光伏電站的外界環(huán)境參數(shù)并設(shè)置太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)初始值；結(jié)合五參數(shù)模型計(jì)算光伏發(fā)電單元逆變器的輸出功率總和，以輸出功率總和減去變壓器及線路的功率損耗作為光伏電站接入電網(wǎng)的功率；基于五參數(shù)模型搭建光伏發(fā)電單元的諾頓等效電路并對(duì)電氣變量和電路參數(shù)分別進(jìn)行快變更新和慢變校正；將經(jīng)過(guò)快變更新和慢變矯正后的參數(shù)反饋至太陽(yáng)電池模型并判斷是否存在參數(shù)越限，如果越限，則重新設(shè)置太陽(yáng)電池各項(xiàng)參數(shù)的初始值；如果不越限，則得出光伏電站的等值建模結(jié)果。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確的表征大型并網(wǎng)光伏電站的穩(wěn)態(tài)特性。

技術(shù)研發(fā)人員：李濤,杜鵬,閆紅運(yùn),韓云科,王振宙
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)江三峽集團(tuán)江蘇能源投資有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18