[发明专利]一种时域仿真中PQ型分布式电源与配电网接口处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统配电网时域仿真领域，具体涉及一种时域仿真中PQ型分布式电源与配电网接口处理方法。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础，随着旧能源的长期消耗，人类面临着常规能源枯竭、环境问题凸显难题，开发清洁的新能源对于节能减排、改善人类生存环境是全人类共同的责任。作为利用可再生能源的主要形式，分布式电源以投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点赢得了快速发展。

配电网作为最主要的中小容量、分散式分布式电源接入网络，当分布式电源的数量及容量接入提升，可能会对配电网的运行、电能质量、局部电压稳定性等有不利影响。传统配电网动态元件较少，暂态研究几乎没有，而分布式电源的接入使得含分布式电源的配电网、微电网的暂态研究开始得到关注，然而现有的含分布式电源暂态仿真并未深入涉及网络不对称问题。

分布式电源作为配电网中主要的动态元件，其建模是配电网暂态研究的关键，现阶段对于分布式电源的暂态建模一般都是从能量流动的过程分模块建模。从目前存在的分布式电源类型以及电源主拓扑来说，配电网中中小容量的分布式电源并网的最常见的方式有两种：通过电力电子接口并网与通过同步电机并网。研究最多的为逆变器接口型分布式电源模型问题，主流方法采用PQ控制方式。

类似于传统输电网时域仿真中存在的机网接口、荷网接口，配电网也需要考虑动态元件与网络的接口问题。在配电网的暂态时域仿真过程中，恒阻抗负荷可以并入网络，无接口问题，存在接口问题是不能并入线性网络的节点，也即非恒阻抗负荷(静态负荷和异步电动机)、分布式电源节点等，动态元件采用诺顿等效电路方法，在时域仿真中需要求解各时步各动态元件节点的等效注入电流。PQ型分布式电源的变量处理是在dq轴下进行的，计算过程中采用park变换和反变换。

发明内容

本发明涉及一种时域仿真中PQ型分布式电源与配电网接口处理方法，包括：

步骤S1，构建分布式电源三相模型：采用逆变器接口型分布式电源模型，控制策略采用PQ控制；

步骤S2，建立含分布式电源的配电网三相系统模型；

步骤S3，根据分布式电源模型和配电网网络元件模型构成含分布式电源的配电网三相系统，对该配电网三相简化系统模型中的节点和支路进行编号；

步骤S4，按节点的编号顺序存储各个节点的三相负荷参数，按支路的编号顺序存储各个支路的三相阻抗参数；

步骤S5，对各个节点的三相负荷参数和各个支路的三相阻抗参数标幺化；

步骤S6，对配电网进行三相潮流计算，用于求解时域仿真的初值；

步骤S7，分析分布式电源模型特性，提出分布式电源与配电网接口处理方法，该方法为：分布式电源采用逆变器接口模型，控制器采用PQ控制方式，对分布式电源数学模型进行Park变换，得到dq轴下的数学模型；为了进行dq解耦，Park变换的相角选择与网侧正序电压相位一致；在计算过程中需要记录前一步的变换矩阵的相角，反变换派克矩阵的相角选取要始终与各时步变换前所选相角一致。

步骤S8，选择步长和仿真时间，对含分布式电源的配电网进行时域仿真计算。

作为优选方案，所述步骤S1中构建PQ型分布式电源三相模型包括：

将所述分布式电源源侧视为直流电压源，分布式电源电路拓扑中主要由直流电压源、逆变器和滤波器构成；分布式电源并网采用PQ控制策略。

作为优选方案，所述步骤S2中建立含分布式电源的配电网三相系统模型包括：

将所述配电网的上级变电站出口母线视为无穷大电源，作为潮流计算中的平衡节点，将所述支路上所有负荷等效为支路末节点集中负荷，模型为可考虑不对称的恒功率PQ负荷，所述支路采用集中参数模型，考虑三相之间的耦合电抗。

作为优选方案，所述步骤S3中对所述配电网三相简化系统模型中的节点和支路进行编号的方法包括：对所述配电网三相简化系统，将所述平衡节点的编号设为0，按照广度优先对其他节点进行编号；对所述配电网三相简化系统，按照各支路末端节点编号对各支路进行编号。

作为优选方案，所述步骤S4中存储节点i的三相负荷参数包括a、b和c三相的有功功率P_ia、P_ib、P_ic和无功功率Q_ia、Q_ib、Q_ic；

存储支路L_i的三相阻抗参数为其中，各相阻抗含实部电阻和虚部电抗，两相间耦合阻抗只有虚部电抗。