(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111605608.3 (22)申请日 2021.12.25 (71)申请人 河海大学 地址 210098 江苏省南京市西康路1号 申请人 国网冀北电力有限公司电力科 学研 究院　 国网冀北电力有限公司 (72)发明人 孙毅东　谢欢　金宇清　罗婧　 鞠平　郝婧　王京宇　赵天骐　 王泽森　张隽　刘海涛　 (74)专利代理 机构 南京行高知识产权代理有限 公司 32404 代理人 王培松　王菊花 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)H02J 3/00(2006.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建 方法 (57)摘要 本发明公开了一种户用分布式光伏发电系 统聚合模型的构建方法， 包括： 统计建模目标区 域内户用分布式光伏发电系统的总装机容量 以 及各品牌户用逆变器的装机容量比例； 对逆变器 的动态特性进行电压跌落实验并记录数据； 构建 虚拟户用分布式光伏发电系统集群的有功功率 和无功功率响应数据； 辨识虚拟户用分布式光伏 发电系统集群聚合模型SM1的控制参数； 再建立 建模目标区域的详细仿真模型； 通过仿真建立建 模目标区域首端电压幅值与户用分布式光伏发 电系统脱网比例之间的模型； 最后构建具备部分 脱网功能的户用分布式光伏发电系统聚合模型。 本发明可解决因户用光伏逆变器型号各异而导 致聚合模型参数难以确定的问题及部分脱网功 能， 提高电力系统仿真精度。 权利要求书3页 说明书10页 附图8页 CN 114239313 A 2022.03.25 CN 114239313 A 1.一种户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 统计建模目标 区域内户用分布式光伏发电系统 的总装机容量， 以及各品牌户用 分布式光伏逆变 器装机容 量的比例； 步骤2、 对各品牌的户用分布式光伏逆变 器的动态特性进行电压跌落实验并记录数据； 步骤3、 根据步骤1和步骤2的结果， 构建虚拟户用分布式光伏发电系统集群的有功功率 和无功功率响应数据； 步骤4、 根据步骤3结果辨识虚拟户用分布式光伏发电系 统集群的聚合模型(SM1)的控 制参数； 步骤5、 建立建模目标区域的详细仿真模型； 步骤6、 基于步骤5所建模型， 建立建模目标区域首端电压幅值与户用分布式光伏发电 系统脱网比例之间的模型， 即脱网比例模型(M C)； 步骤7、 基于步骤6构建的脱网比例模型获取具备 “部分脱网 ”功能的户用分布式光伏发 电系统聚合模型(SM2)， 并结合具备 “部分脱网 ”功能的户用分布式光伏发电系统聚合模型 (SM2)和配网等效阻抗(Z)构建具备 “部分脱网 ”功能的户用分布式光伏发电系统聚合模型 (MA)。 2.根据权利要求1所述的户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特征在于， 在所述步骤2中， 进行电压跌落实验过程包括： 对每个户用光伏逆变器品牌仅选择一个型号进行实验， 即认为同品牌户用光伏逆变器 采用的技 术相同， 因此动态特性 一致； 使用光伏阵列模拟电源或直 流稳压电源替代实际光伏面板阵列； 以各光伏逆变 器各自的额定容 量为基准， 输出相同标幺值的有功 功率； 采用相同的稳态电压幅值， 并以各品牌逆变器各自逆变器的额定电压为基准， 采用相 同标幺值的电压跌落 程度， 其中电压跌落 程度满足： 不触发被实验设备脱网。 3.根据权利要求2所述的户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特征在于， 在所述步骤2中， 电压跌落实验需记录的数据包括： 各品牌光伏逆变器的正序电压幅值变化过程Ui(t)、 正序电流幅值的变化过程Ii(t)和 功率因数角的变化过程 下标i为品牌的序号； Ui(t)和Ii(t)是以各 品牌光伏逆变器各自的额定容量、 额定电压为基准的标幺值； 并且 记录的各品牌光伏逆变器的Ui(t)、 Ii(t)和 具有相同的长度， 且 数据中电压 跌落的时刻 一致。 4.根据权利要求2所述的户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特征在于， 在所述步骤2中， 对于单相的光伏逆变器， 将电压跌落 实验得到的单相电压和单相电流作为 是三相光伏逆变 器的正序电压和正序电流。 5.根据权利要求1所述的户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特征在于， 在所述步骤3中， 构建虚拟户用分布式光伏发电系统集群的有功功 率和无功功 率响应数据， 包括： 首先， 以各品牌光伏逆变器在建模目标区域内的装机容量比例αi为权系数， 按以下式 (1)获取虚拟户用分布式光伏发电系统集群的输入电压幅值U(t)；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114239313 A 2然后， 按式(2)获得虚拟户用分布式光伏发电系统集群的输 出电流有功功率分量IP(t)、 无功功率分量 IQ(t)； 最后， 根据式(3)获得虚拟户用分布式光伏发电系统集群的有功功率响应P(t)和无功 功率响应Q(t)， 即构建出虚拟户用分布式光伏发电系统集群聚合模型(SM1)： 其中， 上述式(1)中N表示 光伏逆变 器品牌的数量。 6.根据权利要求1所述的户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特征在于， 在所述步骤4中， 辨识虚拟户用分布式光伏发电系统集群聚合模型(SM1)中的控制参数辨 识， 包括以下 过程： 首先， 选用已有的户用分布式光伏发电系统简化模型； 然后， 以步骤3获得的输入电压U(t)为输入， 以有功功率响应P(t)和无功功率响应Q(t) 为优化目标， 使用参数辨识技术辨识有功功率和无功功率控制回路的两组PI控制器参数； 通过为设置不同的额定容量数值， 可得到表示不同规模户用分布式光伏发电系统集群的聚 合模型， 其中两组PI控制器参数不随额定容 量的变化而变化。 7.根据权利要求1所述的户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特征在于， 在所述步骤5中， 建立建模目标区域详细仿真模型(M1)， 包括以下 过程： 建模目标区域详细仿真模型(M1)包括配电线路、 配电变压器、 分散接入的电力负荷和 分散接入的户用分布式光伏发电系统； 其中对于配网侧并网点在同一位置的不同户用分布 式光伏发电系统， 将其额定容量累加并设置到虚拟户用分布式光伏发电系统集群聚合模型 (SM1)中， 从而得到它 们的聚合模型。 8.根据权利要求1所述的户用分布式光伏发电系统聚合模型的构建方法， 其特征在于， 在所述步骤6中， 建立脱网比例模型(M C)的过程包括： 首先， 基于步骤5所建立的建模目标 区域详细仿真模型(M1)， 通过仿真得到触发户用分 布式光伏发电系统脱网的建模目标区域首端电压的临界 幅值UC0， 以及可造成某 一比例β1的 户用分布式光伏发电系统脱网的电压幅值UC1； 然后， 根据点(UC0,0)和(UC1, β1)构建出如式(4)的方程， 即为脱网比例模型(M C)： 其中： 当电压U高于UC0时， 脱网比例β 为 零；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114239313 A 3