本發(fā)明涉及一種大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法，尤其涉及一種用于家庭能源的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法。

背景技術：

我國目前正加快資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設，電能等綠色能源的使用比例將不斷加大，家庭能源也由傳統(tǒng)能源向綠色能源轉換。現(xiàn)在家庭光伏發(fā)電逐漸受到廣泛的使用。光伏發(fā)電特指采用光伏組件，將太陽能直接轉換為電能的發(fā)電系統(tǒng)。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式。

2015年，我國新能源發(fā)電持續(xù)快速增長，光伏裝機容量首次超過德國躍居世界第一。由于我國太陽能資源主要富集于西北部地區(qū)，距離負荷中心較遠，需要采用高壓遠距離輸電，因此光伏電站的規(guī)?；痛笮突呀?jīng)成為光伏產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。

隨著家庭光伏發(fā)電的不斷增長，光伏電站裝機容量爆發(fā)式增長，大規(guī)模光伏電站的接入及電力電子裝置的廣泛應用使得大量非線性負載也加入到電力系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)造成污染，出現(xiàn)電能質量問題。目前，諧波問題是制約光伏電站并網(wǎng)最主要的問題之一，很多大型并網(wǎng)光伏電站存在諧波超標問題，且在低光照運行條件下更加突出。大型光伏電站中，每組并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的輸出電流經(jīng)站內集電系統(tǒng)匯集后向外送出。即使單臺并網(wǎng)逆變器的輸出電流諧波較小，多臺并網(wǎng)逆變器并聯(lián)后輸出電流的諧波也有可能超標。由于大型并網(wǎng)光伏電站一般采用LCL濾波器，且很多光伏電站通過長距離輸電線纜接入弱電網(wǎng)，濾波電容可能引起諧振從而造成某些次諧波放大。因此，在對大規(guī)模光伏電站進行諧波分析時，不僅要考慮光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)之間日益顯著的相互作用，也應當考慮由濾波器、變壓器、電纜線路等元件構成的集電系統(tǒng)對諧波傳遞所造成的影響。

所以，通過對大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡進行有效地建模，以便通過對建模后的諧波傳遞網(wǎng)絡進行研究，實現(xiàn)對諧波問題以及各個節(jié)點各次諧波電壓相對于該點基波電壓的放大倍數(shù)的分析處理，十分必要。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術方案：

一種大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法，包括如下步驟：

S1，確定大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的建立等效模型的各元件；

S2，為確定的所述各元件建立等效模型；

S3，將大型光伏電站集電系統(tǒng)結構轉化為等效阻抗結構，根據(jù)所述等效阻抗結構以及所述各元件的等效模型為諧波傳遞網(wǎng)絡構建等效模型，即得到諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣。

其中較優(yōu)地，在步驟S1中，所述建立模型的各元件包括：光伏發(fā)電單元中包含的元件、輸電線路和電纜、主變壓器、高壓電網(wǎng)與負荷。

其中較優(yōu)地，所述光伏發(fā)電單元中包含的元件為光伏逆變器LCL濾波器和雙分裂變壓器；

其中，所述光伏逆變器LCL濾波器的諧波阻抗用如下公式表示：

其中，Z_L為電感的諧波阻抗；X_L為電感的基波電抗；h為諧波次數(shù)；Z_c為電容的諧波阻抗；X_c為電容的基波電抗，j為轉換系數(shù)。

其中較優(yōu)地，所述雙分裂變壓器的等效阻抗用如下公式表示：

其中，X_t1為雙分裂變壓器原邊繞組的基波等效電抗；X_t2、X_t3分別為兩個副邊繞組的基波等效電抗，h為諧波次數(shù)。

其中較優(yōu)地，所述主變壓器諧波阻抗模型為：

Z_T＝h^1.15R_T+hX_T

其中，Z_T為主變等效諧波阻抗，R_T和X_T分別為基波下主變的等效電阻和電抗，h為諧波次數(shù)。

其中較優(yōu)地，所述高壓電網(wǎng)與負荷在h次諧波下的等值阻抗為：

其中，Z為系統(tǒng)或負荷的諧波等效阻抗，R和X分別為其基波等效電阻和電抗。

其中較優(yōu)地，在步驟S2中，為諧波傳遞網(wǎng)絡構建等效模型是根據(jù)諧波傳遞網(wǎng)絡結構，得到節(jié)點導納矩陣Y；

其中，Y為(6mn+3)階方陣，令k＝6mn，則有：

式中，Ya＝Yai，表示第i條集電線路中各個節(jié)點與k+1號節(jié)點之間的互導納，Yk+i,k+i為網(wǎng)絡中k+i號節(jié)點的自導納(i＝1,2)；Yk+i,k+j為網(wǎng)絡中k+i號節(jié)點與k+j號節(jié)點之間的互導納(i＝1,2，j＝1,2，且i≠j)，Ym為集電線路單條支路的節(jié)點導納矩陣，Ym為(6n)階方陣，方陣Y中共有m個Ym矩陣。

其中較優(yōu)地，Ya為(6n×1)階列向量，Ya用如下公式表示：

其中較優(yōu)地，Ym為集電線路單條支路的節(jié)點導納矩陣，Ym用如下公式表示：

其中，Y1、Y2為6階方陣，Y1為集電系統(tǒng)單條支路的第一個發(fā)電單元及與其相連的電纜的節(jié)點導納矩陣，Y2為該條支路其余各個發(fā)電單元及與其相連的電纜的節(jié)點導納矩陣，Yc為Y1、Y2組成的矩陣的補充矩陣。

其中較優(yōu)地，在步驟S3中，根據(jù)各諧波源節(jié)點的注入諧波電流和所述諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣得到各節(jié)點諧波電壓，即獲得諧波潮流，采用如下公式：

U(h)＝Y^-1(h)I(h)

其中，U(h)為各節(jié)點h次諧波電壓列向量；Y(h)為h次諧波傳遞網(wǎng)絡的節(jié)點導納矩陣；I(h)為各節(jié)點h次諧波注入電流列向量。

本發(fā)明所提供的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法，通過為諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的各元件建立等效模型以及將大型光伏電站集電系統(tǒng)結構轉化為等效阻抗結構，為諧波傳遞網(wǎng)絡構建等效模型。該方法充分考慮大型光伏電站中集電系統(tǒng)中集電系統(tǒng)的電纜參數(shù)對諧波分析結果的影響、LCL濾波器的參數(shù)對諧波潮流計算結果的影響以及電纜參數(shù)對諧波潮流計算結果的影響，提高了諧波傳遞網(wǎng)絡建模的真實性。為后續(xù)諧波潮流計算的準確性提供了良好的基礎。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明所提供的大型并網(wǎng)光伏電站的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供的集電線路的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的光伏發(fā)電單元的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明所提供的光伏發(fā)電單元等效阻抗的部分結構示意圖；

圖6為本發(fā)明所提供的大型并網(wǎng)光伏電站等效阻抗的結構示意圖；

圖7為本發(fā)明所提供的集電線路等效阻抗的結構示意圖；

圖8為本發(fā)明所提供的忽略集電系統(tǒng)的大型光伏電站的結構示意圖；

圖9為本發(fā)明所提供的一個實施例中，PCC點各次諧波電壓放大情況展示圖；

圖10為本發(fā)明所提供的一個實施例中，L1的值對PCC點各次諧波電壓放大情況展示的示意圖；

圖11為本發(fā)明所提供的一個實施例中，L2的值對PCC點各次諧波電壓放大情況展示的示意圖；

圖12為本發(fā)明所提供的一個實施例中，C的值對PCC點各次諧波電壓放大情況展示的示意圖；

圖13為本發(fā)明所提供的一個實施例中，電纜阻抗的值對PCC點各次諧波電壓放大情況展示的示意圖；

圖14為本發(fā)明所提供的一個實施例中，電纜導納的值對PCC點各次諧波電壓放大情況展示的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術內容進行詳細具體的說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法，具體包括如下步驟：首先，確定用于家庭能源的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的需要建立模型的各元件；然后，為確定的諧波傳遞網(wǎng)絡中的各元件建立等效模型；最后，將大型光伏電站集電系統(tǒng)結構轉化為等效阻抗結構，根據(jù)等效阻抗結構以及各元件的等效模型為諧波傳遞網(wǎng)絡構建等效模型，即得到諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣。下面對這一過程做詳細具體的說明。

S1，確定用于家庭能源的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的需要建立模型的各元件。

大型并網(wǎng)光伏電站(大型光伏電站集電系統(tǒng))結構如圖2所示。大型并網(wǎng)光伏電站包含若干光伏發(fā)電單元，如圖3所示，光伏發(fā)電單元的輸出功率經(jīng)站內集電線路匯入10kV交流母線。假設光伏電站共有m條并聯(lián)的集電線路(集電線路結構圖如圖4所示)，每條集電線路由n個光伏發(fā)電單元組成。光伏電站產(chǎn)生的電能經(jīng)變比為10/121kV的主變壓器升壓，通過高壓輸電線路并入大電網(wǎng)。大型并網(wǎng)光伏電站的結構、集電線路的結構和光伏發(fā)電單元的結構為本領域常規(guī)結構，在此便不再贅述了。

根據(jù)大型光伏電站集電系統(tǒng)的結構，確定用于家庭能源的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的需要建立模型的各元件。并為諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的各元件建立等效模型。在本發(fā)明所提供的實施例中，建立諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的元件包括：光伏發(fā)電單元中包含的元件、輸電線路和電纜、主變壓器、高壓電網(wǎng)(系統(tǒng))與負荷。其中，光伏發(fā)電單元中包含的元件為光伏逆變器LCL濾波器和雙分裂變壓器。后續(xù)對各個等效模型進行詳細的描述。

S2，為確定的諧波傳遞網(wǎng)絡中的各元件建立等效模型

前已述及，在本發(fā)明所提供的實施例中，建立諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的元件包括：光伏發(fā)電單元中包含的元件、輸電線路和電纜、主變壓器、高壓電網(wǎng)(系統(tǒng))與負荷。其中，光伏發(fā)電單元中包含的元件為光伏逆變器LCL濾波器和雙分裂變壓器。下面對各個等效模型進行詳細的描述。

將光伏發(fā)電單元結構轉換為光伏發(fā)電單元的等效阻抗結構，光伏發(fā)電單元的等效阻抗結構圖如圖5所示。在光伏發(fā)電單元中，2組光伏陣列分別與2臺500kW的光伏逆變器連接，逆變器的輸出電流經(jīng)LCL濾波器后送至一臺變比為10.5/0.27/0.27kV的雙分裂變壓器，然后接入站內集電系統(tǒng)(大型光伏電站集電系統(tǒng))。

采用電流控制模式的光伏逆變器，在諧波潮流計算中處理為能夠輸出恒定電流的電流源。光伏逆變器LCL濾波器的諧波阻抗可用式(1)計算。

其中，Z_L為電感的諧波阻抗；X_L為電感的基波電抗；h為諧波次數(shù)；Z_c為電容的諧波阻抗；X_c為電容的基波電抗，j為轉換系數(shù)。

光伏發(fā)電單元采用短路阻抗百分比為4.5％、額定容量為1000/500/500kV·A的雙分裂變壓器，忽略變壓器內部阻抗的影響，有Z_t＝jX_t，。若Z_t1表示高壓繞組的等效阻抗，Z_t2、Z_t3分別表示兩個低壓繞組的等效阻抗，通常情況下，雙分裂變壓器的等效阻抗可以用下式計算：

式中，X_t1為雙分裂變壓器原邊繞組的基波等效電抗；X_t2、X_t3分別為兩個副邊繞組的基波等效電抗，X_1-2為穿越阻抗，K_F為分裂系數(shù)，h為諧波次數(shù)。

大型光伏電站中每組并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)通常采用相同的結構、參數(shù)和控制策略等，且升壓變壓器的型號均相同。因此，在本發(fā)明中，假設圖3中所有發(fā)電單元內各個元件的參數(shù)完全相同。

關于輸電線路和電纜，在基波計算時，輸電線路通常采用π型等值電路。但是在諧波計算中，由于線路的分布特性比基波時更加顯著，因而每個π型所能代表的線路距離將大為縮短。因此在諧波計算中，更多使用的是分布參數(shù)等值電路。為使長線路的分布參數(shù)等值電路計算更加便利，采用雙曲函數(shù)來計算輸電線路和電纜的等值電路。其中計算輸電線路和電纜的等值電路的方法參照論文蘆晶晶，電力系統(tǒng)諧波分析及程序開發(fā)(中國電力科學研究院，2005)。h次諧波時，線路單位長度的諧波參數(shù)為：

式中，Z_oh為線路的單位長度諧波阻抗，r_oh為單位長度諧波電阻，X₁為單位長度基波電抗，y_oh為單位長度諧波導納，b₁為單位長度基波電納，h為諧波次數(shù)?？紤]到集膚效應，線路的單位長度電阻可由下式計算：

式中，r₁為線路單位長度基波電阻。

h次諧波時，長度為l的輸電線路和電纜的阻抗和導納值為：

其中，Z_Lh和Y_Ch分別為線路的諧波阻抗和導納，sh(x)為雙曲正弦函數(shù)，ch(x)雙曲余弦函數(shù)；Z_Ch和γ_h分別為h次諧波時線路的特征阻抗和傳播函數(shù)，Z_Ch和γ_h可由下式計算得到：

關于主變壓器，基波潮流計算尤其是在高壓網(wǎng)的計算中，常忽略變壓器的激磁支路和繞組電阻，變壓器的激磁支路由于鐵芯的存在是非線性的，且非線性程度隨外施電壓而改變，電壓愈高，鐵芯愈接近飽和，其非線性程度也愈大。當外加電壓過高鐵芯飽和后，諧波含有率大為增加，因此可以把它看成單獨的諧波源。在諧波潮流計算中，當所考慮的諧波次數(shù)不太高時，可忽略變壓器繞組間及繞組中匝間電容的作用，因而其等值電路為一連接原副邊節(jié)點的阻抗支路，其阻抗值由繞組電阻和漏抗所組成。在高次諧波的作用下，變壓器繞組的集膚效應和鄰近效應都變得更加顯著，電阻值要增大。在本發(fā)明所提供的實施例中，采用IEEE提出的變壓器諧波阻抗模型：

Z_T＝h^1.15R_T+hX_T (7)

式中，Z_T為主變等效諧波阻抗，R_T和X_T分別為基波下主變的等效電阻和電抗，h為諧波次數(shù)。

關于高壓電網(wǎng)(系統(tǒng))與負荷，電力系統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)模日益增大，但在諧波分析中，無需計算整個系統(tǒng)，只須計算到所關心的節(jié)點，如諧波源接入到系統(tǒng)的公共節(jié)點。若能將這些公共點的諧波污染水平控制在允許的范圍之內，則該諧波源對整個系統(tǒng)其它點的諧波污染都是可接受的，因此需要對高壓電網(wǎng)進行等值。當高壓電網(wǎng)或負荷的功率為S，功率因數(shù)為cosφ時，系統(tǒng)或負荷在h次諧波下的等值阻抗為：

式中，Z為系統(tǒng)或負荷的諧波等效阻抗，R和X分別為其基波等效電阻和電抗。

至此，諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的各元件的等效模型建立完成，在各元件等效模型以及后續(xù)介紹的諧波傳遞網(wǎng)絡等效模型的基礎上可以進行諧波潮流計算。

S3，將大型光伏電站集電系統(tǒng)結構轉化為等效阻抗結構，根據(jù)等效阻抗結構以及諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的各元件的等效模型為諧波傳遞網(wǎng)絡構建等效模型，即得到諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣。

將大型光伏電站集電系統(tǒng)結構轉化為等效阻抗結構，圖6和圖7分別為大型并網(wǎng)光伏電站等效阻抗結構圖和集電線路等效阻抗結構圖。假設大型光伏電站集電系統(tǒng)由m條并聯(lián)支路組成，每條支路共包含n個發(fā)電單元，如圖6所示。集電系統(tǒng)將各個發(fā)電單元所發(fā)電能匯集后，經(jīng)主變壓器、高壓輸電線路送入電網(wǎng)，電力傳輸網(wǎng)絡的等效阻抗結構圖如圖7所示。

根據(jù)圖6和圖7所示的諧波傳遞網(wǎng)絡結構，得到節(jié)點導納矩陣Y為(6mn+3)階方陣。令k＝6mn，則有

式中：Yai為(6n×1)階列向量，Yai＝Ya，表示第i條集電線路中各個節(jié)點與k+1號節(jié)點之間的互導納，Yk+i,k+i為網(wǎng)絡中k+i號節(jié)點的自導納(i＝1,2)；Yk+i,k+j為網(wǎng)絡中k+i號節(jié)點與k+j號節(jié)點之間的互導納(i＝1,2，j＝1,2，且i≠j)。

Ym為集電線路單條支路的節(jié)點導納矩陣，Ym為(6n)階方陣，方陣Y中共有m個Ym矩陣。

式(11)中，Y1、Y2為6階方陣，Y1為集電系統(tǒng)單條支路的第一個發(fā)電單元及與其相連的電纜的節(jié)點導納矩陣，Y2為該條支路其余各個發(fā)電單元及與其相連的電纜的節(jié)點導納矩陣。為保證Ym的正確性，Yc為Yb的補充矩陣。Y1、Y2、Yc可通過式(12)—(14)求得。

其中，ZL1為電感1的諧波阻抗，ZL2為電感2的諧波阻抗；Zc為電容的諧波阻抗；Zt1和Zt2雙分裂變壓器的等效阻抗；Z_di和Y_di(i＝1,2…n)分別為單條集電線路的第i個發(fā)電單元后連接的電纜線路的等效阻抗和導納。方陣Y2除Y2(6，6)之外，其余位置的值均與Y1相同，集電系統(tǒng)單條支路第i個(i＝2，3，…，n)發(fā)電單元的節(jié)點導納矩陣Y2的Y2(6，6)為

Yc為(6n)階對稱方陣，有：

需要說明的是，式(12)—(14)矩陣Y1、Y2、Yc未說明的部分均為0。

為諧波傳遞網(wǎng)絡構建等效模型，得到諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣之后，根據(jù)各諧波源節(jié)點的注入諧波電流和該諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣可以得到各節(jié)點諧波電壓，即獲得諧波潮流。還可以得到各個節(jié)點各次諧波電壓相對于該點基波電壓的放大倍數(shù)。通過對諧波潮流和各個節(jié)點各次諧波電壓相對于該點基波電壓的放大倍數(shù)進行分析研究，可以進一步實現(xiàn)對諧波問題的研究，并采取有效地防范補救措施。下面對大型光伏電站中集電系統(tǒng)中集電系統(tǒng)的電纜參數(shù)對諧波分析結果、LCL濾波器的參數(shù)對諧波潮流計算結果、電纜參數(shù)對諧波潮流計算結果的影響分別通過實驗進行說明。

在通過實驗進行說明之前，先對實驗中使用的潮流計算公式進行簡單的介紹。與基波潮流計算類似，諧波潮流計算就是根據(jù)各諧波源節(jié)點的注入諧波電流和該諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣組成的網(wǎng)絡方程求解各節(jié)點諧波電壓，即

U(h)＝Y^-1(h)I(h) (2)

式中：U(h)為各節(jié)點h次諧波電壓列向量；Y(h)為h次諧波傳遞網(wǎng)絡的節(jié)點導納矩陣；I(h)為各節(jié)點h次諧波注入電流列向量。按諧波源工作條件，根據(jù)基波計算結果、諧波次數(shù)以及計算相應的各次諧波的注入電流，形成注入電流向量I(h)。在本發(fā)明所提供的實施例中，令含諧波源的節(jié)點注入電流為單位h次諧波電流，不含諧波源的節(jié)點注入電流均為0。

需要注意的是，諧波傳遞網(wǎng)絡中各元件等效阻抗的大小隨諧波次數(shù)的變化而變化，因此在計算中需要多次形成諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣。

在大型光伏電站集電系統(tǒng)中，各發(fā)電單元之間的電纜由于線路長度短、電壓等級低，因而在某些研究中忽略了電纜參數(shù)的影響，認為各個發(fā)電單元為簡單的并聯(lián)關系，如圖8所示。

在建立了諧波傳遞網(wǎng)絡之后，通過進行諧波潮流計算，可以得到網(wǎng)絡中各個節(jié)點在各次諧波下的電壓值。用某一點的各次諧波電壓幅值除以該點的基波電壓幅值，就可以得到在各次諧波下，該點的諧波電壓相對于基波電壓的放大倍數(shù)。由于諧波傳遞網(wǎng)絡中的節(jié)點較多，在本發(fā)明中，僅選取主變壓器低壓側節(jié)點，即各發(fā)電單元的公共連接點(point of common coupling，PCC)作為代表進行分析。網(wǎng)絡中各個元件參數(shù)如表1所示。

表1傳遞網(wǎng)絡中各元件參數(shù)展示表

經(jīng)計算，2種結構下PCC點諧波電壓的放大情況如圖9所示。從圖9中可以看出，在忽略站內集電系統(tǒng)的電纜參數(shù)后，網(wǎng)絡的諧振頻率有所降低，諧振點的電壓放大倍數(shù)也明顯增大，其余各點的電壓放大情況也有所改變。

2種結構下PCC點各次諧波的電壓放大倍數(shù)如表2所示。

表2 PCC點各次諧波電壓放大倍數(shù)展示表

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，在考慮站內集電系統(tǒng)電纜參數(shù)的情況下，該網(wǎng)絡在輸入7次諧波電流時發(fā)生了諧振，當諧波次數(shù)小于7次時，電壓放大倍數(shù)隨輸入諧波次數(shù)的增加呈上升趨勢，隨后逐漸下降，當諧波次數(shù)大于35次以后，諧波電壓小于基波電壓；在忽略站內集電系統(tǒng)電纜參數(shù)的情況下，網(wǎng)絡在輸入6次諧波電流時發(fā)生了諧振，當諧波次數(shù)小于6次時，電壓放大倍數(shù)隨輸入諧波次數(shù)的增加呈上升趨勢，隨后逐漸下降，當諧波次數(shù)大于28次后，電壓放大倍數(shù)的變化趨勢與諧波次數(shù)沒有明顯的對應關系，但在該結構下，不論向網(wǎng)絡注入幾次諧波電流，PCC點的諧波電壓幅值始終大于基波電壓幅值。

由此可見，大型光伏電站中集電系統(tǒng)的電纜參數(shù)會對諧波分析結果造成一定影響，所以在進行諧波分析時應當考慮站內集電系統(tǒng)的電纜參數(shù)。

關于LCL濾波器的參數(shù)對諧波潮流計算結果的影響，考慮站內集電系統(tǒng)電纜參數(shù)的情況，在表1給定參數(shù)的基礎上，單獨調整LCL濾波器的參數(shù)L1、L2和C的值后，PCC點各次諧波電壓的放大情況如圖10—12所示。

由圖10—12可以看出，L1在圖10所示范圍內的變化沒有對PCC點各次諧波電壓的放大倍數(shù)產(chǎn)生明顯的影響，但不排除對網(wǎng)絡中其他節(jié)點諧波電壓產(chǎn)生影響的可能；隨著L2值的增大，PCC點的諧振頻率逐漸減小，且諧振頻率均在11次以下，諧振點的電壓放大倍數(shù)均在200倍以上；電容C對PCC點的各次諧波電壓放大情況的影響與L2類似，隨著C值的增大，PCC點電壓的諧振頻率逐漸減小，且諧振頻率均在25次以下。但與L2相比，C值的變化更容易引起PCC點發(fā)生諧振。

關于電纜參數(shù)對諧波潮流計算結果的影響，考慮站內集電系統(tǒng)電纜參數(shù)的情況，在表1給定參數(shù)的基礎上，單獨調整單位長度電纜的阻抗和導納的值后，PCC點各次諧波電壓的放大情況如圖13—14所示。

由圖13—14可以看出，電纜阻抗值大小的改變對PCC點處的諧振頻率幾乎沒有影響，但是隨著電纜阻抗值的增大，PCC點在諧振頻率下的電壓放大倍數(shù)先減小后增大；電纜導納值大小的改變對PCC點處的諧振頻率也沒有明顯的影響，但是隨著電纜導納值的增大，PCC點在諧振頻率下的電壓放大倍數(shù)逐漸增大，但增大的比較緩慢。

由于在站內集電系統(tǒng)中，各發(fā)電單元之間的電纜線路長度短、電壓等級低，所以電纜參數(shù)的改變對于PCC點各次諧波電壓放大倍數(shù)的影響并不明顯，但如果不考慮電壓放大倍數(shù)，只從電壓幅值的計算結果來看，電纜參數(shù)的改變對該點各次諧波電壓幅值大小的影響較為明顯。由此也可以說明，在對大型光伏電站進行諧波分析時，應當考慮電纜參數(shù)對于分析結果的影響。

針對典型大型并網(wǎng)光伏電站拓撲結構，建立了詳細考慮站內集電系統(tǒng)結構的大型光伏電站諧波傳遞網(wǎng)絡模型非常必要。通過實驗數(shù)據(jù)，得出以下結論。

(1)是否考慮光伏電站內部集電系統(tǒng)結構，PCC點的諧波電壓放大特性存在明顯差別。

(2)光伏逆變器的LCL濾波器參數(shù)對PCC點諧波電壓放大特性有影響，其中L2與C值的改變對于諧波電壓放大特性影響較為明顯，L1的改變對PCC點的影響不明顯，但是不排除其對電站內部節(jié)點存在影響。

(3)集電系統(tǒng)內部電纜線路參數(shù)對PCC點諧波電壓放大特性有影響。由于各發(fā)電單元之間的電纜線路長度短、電壓等級低，電纜參數(shù)的改變對于該點的諧波電壓放大特性影響相對較小。

基于上述實驗結果，說明在詳細考慮站內集電系統(tǒng)結構的基礎上，對大型光伏電站機電系統(tǒng)中的諧波傳遞網(wǎng)絡進行建模非常必要。

綜上所述，本發(fā)明所提供的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法，通過確定用于家庭能源的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡涉及的需要建立模型的各元件；為確定的諧波傳遞網(wǎng)絡中的各元件建立等效模型；然后，將大型光伏電站集電系統(tǒng)結構轉化為等效阻抗結構，根據(jù)等效阻抗結構以及各元件的等效模型為諧波傳遞網(wǎng)絡構建等效模型，即得到諧波傳遞網(wǎng)絡節(jié)點導納矩陣。該方法充分考慮大型光伏電站中集電系統(tǒng)中集電系統(tǒng)的電纜參數(shù)對諧波分析結果的影響、LCL濾波器的參數(shù)對諧波潮流計算結果的影響以及電纜參數(shù)對諧波潮流計算結果的影響，提高了諧波傳遞網(wǎng)絡建模的真實性。為后續(xù)諧波潮流計算的準確性提供了良好的基礎。

上面對本發(fā)明所提供的大型光伏電站集電系統(tǒng)中諧波傳遞網(wǎng)絡的建模方法進行了詳細的說明。對本領域的一般技術人員而言，在不背離本發(fā)明實質精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構成對本發(fā)明專利權的侵犯，將承擔相應的法律責任。