[发明专利]一种考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估方法及系统

说明书

本申请属于电能质量评估技术领域，具体涉及一种考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估方法及系统，包括：获取分布式光伏系统的电路元件参数，构建独立于三相供电电压的分布式光伏谐波耦合矩阵模型；测量分布式光伏系统的时变交流侧电网电压，计算时变周期内分布式光伏谐波耦合导纳矩阵；根据三相分布式光伏系统的交流时变电压、所述分布式光伏谐波耦合矩阵模型和所述时变周期内分布式光伏谐波耦合导纳矩阵，计算分布式光伏各次时变谐波电流评估值，实现考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估。

技术领域

本申请属于电能质量评估技术领域，具体涉及一种考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

光伏发电具有绿色清洁、无枯竭危险、分布不受限制等优势，分布式光伏并网容量不断提高。然而，分布式光伏并网发电受外部环境影响以及自身工作机理会引起谐波畸变问题，从而降低供电质量，给用户造成损失；与此同时，由于实际供电电压具有时变特征，也将导致分布式光伏输出谐波电流呈现时变特征。

据发明人了解，现有的关于光伏谐波源建模的谐波电流评估的研究较少，无法体现光伏逆变器交直流侧的谐波耦合现象；此外，现有谐波电流评估方法主要对单一状态进行评估，没有考虑光伏输出的波动性和随机性，针对具有时变特性的电网电压，光伏谐波电流评估方法不具备通用性，较难对三相分布式光伏系统的时变谐波电流进行准确评估。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估方法及系统，建立三相光伏并网逆变器的谐波耦合矩阵模型，充分考虑谐波电压与谐波电流之间的耦合关系，解决了分布式光伏输出波动性导致的时变谐波电流难以求解的问题，提升了分布式光伏谐波电流评估的运算效率。

根据一些实施例，本申请的第一方案提供了一种考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估方法，采用如下技术方案：

一种考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估方法，包括：

获取分布式光伏系统的电路元件参数，构建独立于三相供电电压的分布式光伏谐波耦合矩阵模型；

测量分布式光伏系统的时变交流侧电网电压，计算时变周期内分布式光伏谐波耦合导纳矩阵；

根据三相分布式光伏系统的交流时变电压、所述分布式光伏谐波耦合矩阵模型和所述时变周期内分布式光伏谐波耦合导纳矩阵，计算分布式光伏各次时变谐波电流评估值，实现考虑分布式光伏谐波耦合的时变电流评估。

作为进一步的技术限定，所述构建独立于三相供电电压的分布式光伏谐波耦合矩阵模型的过程为：

设置分布式光伏系统的状态变量和输入变量，得到分布式光伏系统的运行微分方程；

求解所述运行微分方程，得到扩展微分方程；

求解所述扩展运行微分方程，确定各次谐波电压与各次谐波电流之间的相互作用关系，建立独立于三相供电电压的分布式光伏谐波耦合矩阵模型。

进一步的，所述分布式光伏系统的运行微分方程为

其中，S_a(t)，S_b(t)，S_c(t)分别为光伏系统的三相开关函数，L为交流滤波电感值，R为交流滤波电阻值，C_dc为直流电容值，R_dc为直流电阻值，i_a，i_b，i_c分别为分布式光伏系统的时变交流电流，v_dc为分布式光伏系统的直流电压。

进一步的，所述分布式光伏系统的运行微分方程可化简为：