光伏電站暫態模型及其試驗驗證

曲立楠, 葛路明, 朱凌志, 牛拴保, 張 爽, 包斯嘉

(1. 中國電力科學研究院有限公司(南京), 江蘇省南京市 210003; 2. 新能源與儲能運行控制國家重點實驗室(中國電力科學研究院有限公司), 北京市 100192; 3. 西北電網有限公司, 陜西省西安市 710000; 4. 國網寧夏電力有限公司, 寧夏回族自治區銀川市 750000)

0 引言

隨著光伏發電滲透率的不斷提高,光伏發電對電力系統的影響越來越顯著。大規模光伏電站接入電網后,光伏發電本身所特有的季節、晝夜的功率輸出波動性給電網的安全穩定運行帶來了新的挑戰,包括對電網頻率穩定、電壓穩定、功角穩定等方面的影響。準確的光伏電站模型是開展并網分析的基礎,具有顯著的實際應用價值。

光伏電站接入電網的暫態仿真模型按照仿真步長劃分可分為機電暫態模型和電磁暫態模型。電磁暫態模型可體現光伏電站內并網逆變器的脈寬調制(PWM)控制、電力電子開關狀態等微秒級暫態特性[1];在電磁暫態模型的基礎上,機電暫態進行了一定程度的簡化,致力于實現在機電暫態時間尺度上準確描述光伏電站的暫態特性。由電磁暫態模型簡化到機電暫態模型過程中,最大的跨度是忽略并網逆變器的電力電子開關動作和PWM控制,而更關注于影響光伏電站和并網逆變器并網性能的控制系統[2-4]。

早期,光伏電站暫態模型的研究成果多以風電場數學模型為基礎,如2010年通用電氣(GE)公司針對自己建設的光伏電站建立了暫態模型,該模型側重光伏電站的無功控制,具有較強針對性[2]。……