考虑有功穿越响应特性差异的光伏电站动态等值方法

李雪; 杨迪; 刘先超; 姜涛; 李国庆

doi:10.7500/AEPS20240905005

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考虑有功穿越响应特性差异的光伏电站动态等值方法

学术研究 | 更新时间：2025-09-25

- 考虑有功穿越响应特性差异的光伏电站动态等值方法
- Dynamic Equivalent Method for Photovoltaic Power Stations Considering Difference in Active Power Ride-through Response Characteristics
- 电力系统自动化 2025年49卷第16期页码：109-119
- 作者机构：
  
  现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室（东北电力大学），吉林省吉林市132012
- 作者简介：
  
  李雪(1986—)，女，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统安全性与稳定性、电力系统高性能计算、电力市场。E-mail：xli@neepu.edu.cn
  杨迪(2000—)，男，硕士研究生，主要研究方向：新能源场站建模与等值。E-mail：Yangdi9248@aliyun.com
  刘先超(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：电力系统安全稳定与控制。E-mail：liuxianchao2017@aliyun.com
  姜涛(1983—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统安全性和稳定性、可再生能源集成、综合能源系统。E-mail：electricpowersys@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52377083;U23B20131)
- DOI：10.7500/AEPS20240905005
  中图分类号：
- 收稿日期：2024-09-05，
  
  修回日期：2025-01-15，
  
  网络出版日期：2025-03-13，
  
  纸质出版日期：2025-08-25
- 稿件说明：
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李雪,杨迪,刘先超等.考虑有功穿越响应特性差异的光伏电站动态等值方法[J].电力系统自动化,2025,49(16):109-119.

LI Xue,YANG Di,LIU Xianchao,et al.Dynamic Equivalent Method for Photovoltaic Power Stations Considering Difference in Active Power Ride-through Response Characteristics[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(16):109-119.
李雪,杨迪,刘先超等.考虑有功穿越响应特性差异的光伏电站动态等值方法[J].电力系统自动化,2025,49(16):109-119. DOI： 10.7500/AEPS20240905005.

LI Xue,YANG Di,LIU Xianchao,et al.Dynamic Equivalent Method for Photovoltaic Power Stations Considering Difference in Active Power Ride-through Response Characteristics[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(16):109-119. DOI： 10.7500/AEPS20240905005.

摘要

准确构建可刻画光伏电站动态响应特性的等值模型是分析光伏电站涉网性能与规模化光伏接入电网安全稳定性的基础。为此，提出一种考虑有功穿越响应特性差异的光伏电站动态等值方法。首先，分析光伏发电单元的低电压穿越动态响应曲线，并归纳出3类典型有功响应。然后，解析3类有功响应特性进而推导其通用分群边界函数，识别到光伏发电单元故障前初始有功功率和故障持续电压是影响其有功响应类别的主导因素；并以此构建分群指标，借助光伏组件工程模型及网络图论理论近似求解分群指标，以克服实际电站单元级运行参数难以获取的难题，从而有效划分出有功动态不同的3个光伏集群。进一步，聚合同群光伏发电单元及集电网络，采取两段式斜率恢复函数表征有功斜坡恢复集群等值模型的有功电流指令，以拟合实际电站有功功率的降斜率恢复特性。最后，以某实际光伏电站为例，对所提方法进行分析、验证，结果证明了所提动态等值方法精度高、适应性强。

Abstract

Accurately constructing equivalent models that can characterize the dynamic response characteristics of photovoltaic power stations is the basis for analyzing the grid performance of photovoltaic power stations and the safety and stability of large-scale photovoltaic power integrated to the power grid. Therefore

this paper proposes a dynamic equivalent method for photovoltaic power stations considering the differences in active power ride-through response characteristics. First

the low voltage ride-through dynamic response curve of photovoltaic power generation unit is analyzed

and three types of typical active power response are clustered. Then

three types of active power response characteristics are studied

and their general clustering boundary function is derived. Identifying that the initial active power and fault sustained voltage before the fault of photovoltaic power generation unit are the dominant factors affecting its active power response category. Based on this

clustering indices are constructed

and the photovoltaic module engineering models and network graph theory are used to approximate the clustering indices to overcome the difficulty of obtaining actual unit level operating parameters in power stations

effectively dividing three photovoltaic clusters with different active power dynamics. Furthermore

the clustered photovoltaic power generation units and collection networks adopt a two-stage slope recovery function to characterize the active current command of the equivalent model of the active power slope recovery cluster

in order to fit the actual slope reduction recovery characteristics of the active power for the power station. Finally

taking an actual photovoltaic power station as an example

the proposed method is analyzed and validated

and the results prove that the proposed dynamic equivalent method has high accuracy and strong adaptability.

关键词

Keywords

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