：
[0078] 為簡化控制算法，可將同步速坐標系的d軸定向于電網電壓矢量t?上，這樣，電網 電壓的d，q分量滿足的關系：
[0079] eq = 0 (7)；
[0080] 逆變器可控電壓源模塊的控制模塊的d軸電流指令ζ可直接通過光伏陣列模塊輸 出功率方程求出。
[0081 ]
(8)；
[0082]同理vdc為光伏等效電壓源模塊電壓，IPVS光伏陣列模塊輸出電流值，ed為電網電 壓的d軸分量。
[0083] 逆變器可控電壓源模塊的控制模塊的q軸電流指令ξ可通過式求出：
[0084]
(9)；
[0085] 同理Vd。為光伏等效電壓源模塊電壓，IPVS光伏陣列模塊輸出電流值，ed為電網電 壓的d軸分量。式中計算得出，實現功率因數cos Φ運行。
[0086] 經過控制后得到逆變器模塊的目標電壓vjPvd，在本發明中將這個dq坐標下的目 標電壓做反派克變換得到三相abc坐標下的指令電壓，作為代替逆變器模塊的可控電壓源 模塊的電壓指令，從而完成電壓源控制。
[0087] 本發明的突出效果，不但能體現完成原模型的分布式發電和控制功能，且改進模 型提高了仿真效率，大幅減小仿真運算時間，節省了內存占用，為大規模分布式模塊接入電 網的仿真提供了有效的仿真方法。
【主權項】
1. 基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，其特征是： 包括光伏陣列模塊、光伏陣列可控電壓源模塊、逆變器可控電壓源模塊、光伏陣列可控 電壓源模塊的MPPT控制模塊、逆變器可控電壓源模塊的控制模塊、兩相旋轉坐標系到三相 靜止坐標系轉換模塊、逆變器側濾波電感及等效電網模型； 其中，光伏陣列模塊直接與光伏陣列可控電壓源模塊、逆變器可控電壓源模塊通過逆 變器側濾波電感與等效電網模型相連接。2. 根據權利要求1所述的基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，其特 征是:所述的光伏陣列可控電壓源模塊的MPPT控制模塊和逆變器可控電壓源模塊的控制模 塊部分，光伏陣列可控電壓源模塊的MPPT控制模塊的輸入信號為光伏陣列的輸出電壓信號 Vd。和電流信號，輸出為光伏陣列端口的目標電壓，將這個目標電壓作為光伏陣列可控電壓 源模塊的控制信號，來實現光伏陣列追蹤最大功率控制目標;逆變器側可控電壓源模塊的 控制模塊的輸入信號為d軸電流指令信號ζ和q軸電流指令信號<:，輸出信號為兩相坐標軸 下目標電壓，經過坐標系3/2變換后，輸出為并網點目標電壓，將這個目標電壓作為逆變器 側可控電壓源模塊的控制信號，實現逆變器側并網的控制目標。3. 根據權利要求1所述的基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，其特 征是:所述的光伏陣列可控電壓源模塊和逆變器可控電壓源模塊輸出的電壓來模擬原逆變 器模塊直流側電壓和交流側端口處產生的調制電壓； 經過光伏陣列可控電壓源模塊的控制模塊和逆變器側可控電壓源模塊的控制模塊，得 到原逆變器模塊直流側和電網側端口的目標電壓作為光伏陣列可控電壓源模塊和逆變器 側可控電壓源模塊的控制信號。4. 根據權利要求1所述的基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，其特 征是:所述的光伏陣列模塊的數學模型： 一個理想的光伏電池，在光照恒定時，光生電流不隨光伏電池的工作狀態而變化，因此 在等效電路中可以看作是一個恒流源；由等效電路可得出光伏電池的輸出特性方程如下：(1 )；： iPh為給定光強下的短路電流；(2)； 式中Isc為標準測試條件Tref = 25°C，光照強度Gref=1000W/m2下的短路電流;參數ατ為在 參考日照下的電流變化溫度系數：(3)； 式中：Irs為額定溫度下的太陽能電池二極管反向飽和電流。其余參數，q為電子電荷常 數，通常為1.60er19;k為波茲曼常數，通常為1.38eT23;n為二極管影響因子，E g為光伏電能帶 寬度； 光伏陣列模塊是由多個光伏組件串并聯組成，從而提高了系統的電壓和電流，以此增 加系統傳輸的功率；由Nc個組件串聯，Nb個組件并聯組成的光伏陣列模塊的輸出電流可描述 為：⑷， P=vi (5)； 光伏陣列模塊的輸出電流I與輸出功率P隨光伏陣列模塊輸出電壓V的變化而變化； 光伏發電最大功率追蹤控制(MPPT)。5. 根據權利要求4所述的基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，其特 征是:所述的光伏發電最大功率追蹤控制(MPPT)的控制方法是電導增量法，具體如下： 采樣I(t)和V(t)分別為光伏陣列模塊t時刻采樣點，通過電導增量法求得到光伏陣列 模塊輸出電壓參考值Vrrf ; 在光照強度發生變化時，光伏陣列輸出電壓能以平穩的方式跟蹤其變化，而目在最大 功率點的振蕩幅度和功率損失也較少；電導增量法的控制流程中，其中I ( t )和V( t )分別為 光伏陣列模塊t時刻米樣點的輸出電流和電壓，i(t-i)和v(t-i)分別為光伏陣列模塊t-1時 刻采樣點的輸出電壓和電流；A V、△ I是t時刻和t-ι時刻的電流電壓差值;這里首先判斷Δ V、Δ I是否為〇,若為〇,則光伏組件工作在最大功率點處，跟蹤結束;若不同時為〇,則先通過 調整電壓，使AV為0,進一步調整ΔΙ，使ΔΙ為〇;通過直流電壓閉環控制，使光伏電池的輸 出電壓始終向最大功率點靠近;在判斷過程中，給定一個允許的最小值，當A V在最小范圍 之內就可以停止擾動;通過敘述的步驟，在PSCAD中建立MPPT控制器防真模型。6. 根據權利要求4所述的基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，其特 征是:所述的逆變器可控電壓源模塊的數學模型是：(6)； 式中，eq和ed分別為電網電壓的d、q軸分量，iq和id分別為輸入到原逆變器模塊電流的d、 q軸分量，Sq和Sd分別為開關函數的d，q軸分量;Vq和vd分別為原逆變器模塊交流側輸出電壓 的q、d軸分量;Lf為原逆變器模塊濾波電感值，C f為原逆變器模塊直流電容值，k為電感的動 態電流;Rf為原逆變器模塊等效電阻值，ω s為電網頻率;Vdc*原逆變器模塊直流側電壓。7. 根據權利要求6所述的基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，其特 征是:所述的逆變器可控電壓源模塊的數學模型的定向方式為電網電壓矢量定向： 為簡化控制算法，將同步速坐標系的d軸定向于電網電壓矢量?上，這樣，電網電壓的d， q分量滿足的關系： 6q = 0 (7)； 逆變器可控電壓源模塊的控制模塊的d軸電流指令可直接通過光伏陣列模塊輸出功 率方程求出：(8); 同理vd。為光伏等效電壓源模塊電壓，Ipv為光伏陣列模塊輸出電流值，ed為電網電壓的d 軸分量；逆變器可控電壓源模塊的控制模塊的q軸電流指令ζ可通過式求出； C9：)； 同理vdc737C1A寺歡電壓源模塊電壓，I Ρν為光伏陣列模塊輸出電流值，ed為電網電壓的d 軸分量;式中計算得出，實現功率因數cos Φ運行； 經過控制后得到逆變器模塊的目標電壓vq和Vd，將這個dq坐標下的目標電壓做反派克 變換得到三相abc坐標下的指令電壓，作為代替逆變器模塊的可控電壓源模塊的電壓指令， 從而完成電壓源控制。
【專利摘要】本發明屬于分布式光伏發電技術領域，尤其涉及一種基于PSCAD/EMTDC的分布式光伏發電系統仿真等效模型，適用于PSCAD/EMTDC中分布式發電系統仿真模型的簡化，以及在PSCAD/EMTDC中進行大型分布式發電站等值仿真。包括光伏陣列模塊、光伏陣列可控電壓源模塊、逆變器可控電壓源模塊、光伏陣列可控電壓源模塊的MPPT控制模塊、逆變器可控電壓源模塊的控制模塊、兩相旋轉坐標系到三相靜止坐標系轉換模塊、逆變器側濾波電感及等效電網模型；光伏陣列模塊與光伏陣列可控電壓源模塊、逆變器可控電壓源模塊通過逆變器側濾波電感與等效電網模型相連接。可減少計算數據量，縮短仿真時間，顯著提高計算速度和效率。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105608244
【申請號】CN201510705745
【發明人】程孟增, 沈方, 孫剛, 梁毅, 張明理, 宋穎巍, 韓震燾, 張子信, 宋坤, 于佳, 戴曉宇, 薛琪, 尹婧嬌, 金宇飛, 宋卓然
【申請人】國家電網公司, 國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院, 遼寧省送變電工程公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年10月27日