局最優(yōu)，提高光伏電站發(fā)電系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定 性。
[0030] 本申請實(shí)施中的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題。為了更好的理解上述技術(shù)方案， 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0031] 實(shí)施例：
[0032] 在實(shí)施例中，提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)全局優(yōu)化方法，所述方法包括：
[0033] 步驟A:建立反映光伏電站發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)重要環(huán)節(jié)的全系統(tǒng)小信號模型。
[0034] 圖1為典型的光伏電站發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖中，仏為直流母線電容；Ud。為直流電 容電壓；uk為變換器交流側(cè)輸出電壓；Lf為輸出濾波器電感；Ug、sg為節(jié)點(diǎn)g的電壓幅值和 相位；Ig為輸出電流；XT為折算至高壓側(cè)的變壓器電抗；RliM、XliM為輸電線路單位長度的電 阻和電抗；為負(fù)載電網(wǎng)的等效電阻和電抗；b為無窮大母線，即該母線上的電壓幅 值、相角和頻率恒定，不隨負(fù)荷功率變化而變化，其中電壓幅值為10. 5kV，初相角為(T。圖1 中，DC/AC表示交直流轉(zhuǎn)換。
[0035] 從圖1中可以看出，光伏電站發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏電池組件、儲能電容、逆變器 及其控制系統(tǒng)、濾波器，經(jīng)過升壓變壓器和輸電線路接入電網(wǎng)中。本例在充分考慮光伏電站 發(fā)電系統(tǒng)中各個(gè)重要的環(huán)節(jié)的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，建立適用于系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的全系統(tǒng)小信 號模型，具體步驟為：
[0036]A1、利用多項(xiàng)式擬合的方法根據(jù)光伏電池工程實(shí)用模型建立光伏電池的線性擬合 模型。
[0037]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)全局優(yōu)化方法，其特征在于，包括下述步驟 步驟A :建立光伏電站發(fā)電系統(tǒng)的全系統(tǒng)小信號模型和系統(tǒng)狀態(tài)矩陣； 步驟B :求取光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)矩陣特征值及參與因子，分析控制參數(shù)對系統(tǒng)小干擾 穩(wěn)定性影響，確定控制參數(shù)的合理變化范圍； 步驟C :引入量化模型作為參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)并利用智能優(yōu)化算法對光伏發(fā)電系統(tǒng) 控制參數(shù)進(jìn)行全局優(yōu)化。
2. 如權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)全局優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟A 具體為： A1、利用多項(xiàng)式擬合的方法根據(jù)光伏電池工程實(shí)用模型建立光伏電池的線性擬合模 型； A2、建立光伏電站用逆變器在d-q軸坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型以及采用前饋解耦控制策略的 逆變器控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，其中d_q軸坐標(biāo)是兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)軸； A3、建立直流側(cè)電容數(shù)學(xué)模型以及光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接模型； A4、將根據(jù)Al?A3所構(gòu)成的描述光伏發(fā)電系統(tǒng)的微分-代數(shù)方程組在穩(wěn)態(tài)值附近進(jìn) 行線性化，得到用于分析光伏電站發(fā)電系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的全系統(tǒng)狀態(tài)矩陣。
3. 如權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)全局優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟B 具體為： B1、根據(jù)步驟A所求的狀態(tài)矩陣計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)矩陣特征值，進(jìn)一步求各個(gè)特 征值的振蕩頻率和阻尼比，繼而判斷系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性以及模態(tài)； B2、計(jì)算狀態(tài)矩陣的左特征向量和右特征向量，繼而求得系統(tǒng)的參與因子； B3、分別求取PI控制器中的比例系數(shù)和積分系數(shù)變化時(shí)狀態(tài)矩陣的所有特征值，進(jìn)而 繪制出狀態(tài)矩陣的特征值軌跡，確定比例系數(shù)和積分系數(shù)的合理變化范圍。
4. 如權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)全局優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟C 具體為： Cl、確定系統(tǒng)控制參數(shù)的全局優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)； C2、初始化種群； C3、按照下式更新粒子速度和位置： 新一代粒子速度為： Vid (k+Ι) = ω (k) · · T1 (pid(k)-xid(k))+c2 · r2(pgd(k)-xid(k)) 其中，慣性權(quán)重 ω (k) = ( ω ini- ω inf) (Kmax_k) /Kmax+ ω inf 上式中，k表示迭代數(shù)，Cl，c2為學(xué)習(xí)因子，其中c 1用來調(diào)節(jié)粒子往自身歷史最優(yōu)位置方 向移動的步長，C2用來調(diào)節(jié)粒子往全局歷史最優(yōu)位置方向移動的步長。ri，r2S [0，1]之間 的隨機(jī)數(shù)。Pid表示第i個(gè)粒子迄今為止搜索到的最優(yōu)位置下的第d個(gè)坐標(biāo)分量。pgd表示 整個(gè)粒子群迄今為止搜索到的最優(yōu)位置下的第d個(gè)坐標(biāo)分量； 新一代粒子位置為： xid (k+1) = xid (k) +vid (k+1) l^d^D 式中，D表示D維的搜索空間，η表示總粒子數(shù)； C4、將各個(gè)粒子的當(dāng)前位置帶入目標(biāo)函數(shù)中，計(jì)算種群中各個(gè)粒子的適應(yīng)值f (Xi); C5、比較粒子當(dāng)前的適應(yīng)值和自身歷史最優(yōu)值，更新歷史最優(yōu)位置Pbesti與歷史最優(yōu) 值 fbest. i ; 如果fpbut. i優(yōu)于f (x i)，即fpteSt. i>f (xi)，則歷史最優(yōu)位置Pbesti與歷史最優(yōu)值f best. i均 不變，否貝|]，令：^1^，1=:^〇^)且口匕681^=叉(；〇; C6、比較粒子當(dāng)前的適應(yīng)值和種群最優(yōu)值，更新全局最優(yōu)位置gbesti與全局最優(yōu)值 -p · i gbest? 如果fgteSt優(yōu)于f (X i)，，即fgbi；st.i>f (xi)則全局最優(yōu)位置Sbesti與全局最優(yōu)值f gbe;st均 不變，否貝 1J，令 fgbest= f (X i)且 gbest = x(i); C7、檢查迭代次數(shù)是否達(dá)到Kmax，達(dá)到則計(jì)算結(jié)束，當(dāng)前粒子位置為系統(tǒng)控制參數(shù)全局 最優(yōu)值，否則k = k+Ι，返回步驟C3。
5.如權(quán)利要求4所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)全局優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟 Cl中全局優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
其中，max{U}表示對目標(biāo)函數(shù)U求最大值，λ為6階系統(tǒng)的第i個(gè)特征值，ReU J、 Im(Ai)分別為Ai的實(shí)部和虛部，w JP Pi分別為λ 1實(shí)部的權(quán)重因子和虛部的懲罰因子。
【專利摘要】本發(fā)明是一種光伏發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)全局優(yōu)化方法，所述方法包括：首先將所建立的光伏電站發(fā)電系統(tǒng)的微分-代數(shù)方程組在穩(wěn)態(tài)值處線性化得到用于分析系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的狀態(tài)矩陣；然后通過計(jì)算狀態(tài)矩陣特征值、阻尼比以及參與因子，分析控制參數(shù)對系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性影響，進(jìn)而確定控制參數(shù)的合理變化范圍；最后引入量化模型作為參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)并利用優(yōu)化算法對光伏電站發(fā)電系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行全局優(yōu)化。本發(fā)明提出的方法針對系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性建立了科學(xué)合理的量化標(biāo)準(zhǔn)，且解決了系統(tǒng)控制參數(shù)相互耦合難以單一優(yōu)化的問題,利用本方法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)控制參數(shù)的全局最優(yōu)，提高光伏電站發(fā)電系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性。
【IPC分類】G06F19-00, H02S10-00
【公開號】CN104539221
【申請?zhí)枴緾N201510024370
【發(fā)明人】戴松靈, 唐權(quán), 葉圣永, 孟婧, 李奇, 阮仁俊, 鄧盈盈, 劉瑩, 韓瑩
【申請人】國網(wǎng)四川省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 西南交通大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月19日