（1、2国网冀北电力有限公司检修分公司，北京房山 102488 3江苏大学 江苏镇江 212013）
摘要：近年来，随着社会经济的不断发展，人们越来越重视大型光伏电站的发展。做好大型光伏电站动态建模工作，不但能够提高资源的利用率，还能够有效保证大型光伏电站中的设备正常运行。因此，本文主要研究大型光伏电站动态建模及谐波特性，希望能够给相关工作人员提供一定的参考和帮助。
关键词：大型光伏电站；动态建模；谐波特性
根据大型光伏电站动态建设中谐波原理，准确估算不同情况下光伏电站系统谐波的输出，构造大型光伏电站动态模型。为了保证大型光伏电站中产生正常的谐波，需要相关工作人员能够在不同情况下，确保大型光伏电站中的谐波能够正常输出。将光照射度与设备板块中的光线照射设定为光伏板的外部变量，建立一个光伏电率与点位跟踪数学模型，从而保证大型光伏电站中的光照系统能够正常运行。基于此，本文主要分析大型光伏电站动态建模及谐波特性，从而保证大型光伏电站能够更好的发展。
1大型光伏电站的发展
随着工业社会的快速发展，大型光伏电站发展得越来越快。2016年我国的光伏电站装机容量已经达到了300GW，该数据已经远远超过了2015年。2015年到现在我国的光伏企业逐渐增多，预计到2018年我国的光伏总数会超过500GW。2013年，我国的光伏总数已经成为全球第二大光伏国家，2014年7月，国家出台了促进光伏企业发展的相关政策，这在一定程度上保证了我国的光伏企业朝更好的方向发展。
光伏企业的快速发展，有很多的光伏站已经在上海、甘肃与宁夏等施工，同时，我国相关部门也制定了相应的管理制度，保证光伏电站能够更好的发展。虽然国内光伏电站的数量较多，但是，光伏电站的精度却不是特别准确，降低了我国光伏电站光率输出质量。目前，美国等西方国家已经健全完善了光伏电站的管理制度，并开始实行，因此，我国相关部门中的管理人员应该不断学习国内外先进的管理制度，在光伏电站中建立动态模型，减轻光伏电站工作人员的工作压力，提高其工作效率，保证国家电网能够稳定运行。
2大型光伏电站电气结构
每一种大型光伏电站都有其独特的电气结构，由于各个伏电站中的容量不同，每种伏电站的电气结构也不尽相同。因此，本文主要以甘肃省某60MVA大型光伏电站为例，简单介绍其每部基本结构。如图1所示，60MVP大型光伏电站中的电气结构主要由光伏系统、交流变频箱、反路器、高度变压器、电阻箱、光率负荷与光伏电线等组成。
图1大型光伏电站电气结构
如图所示，该大型光伏电站主要采用发电板、网络并网的设计方案，将容量为600KW的光率排列并联成一条完整阵列，先通过串联的方式，然后再并联，将600KW的光率转变成600KW的逆变流u，然后输出给电网系统，保证电网系统能够正常运行。同时，大型光伏电站中的工作人员应该将这两台600KW的光率转变器与一台连接方法为D-Yn11-Yn12,直接转变为汉字形式，32.5/0.21/0.21双开裂容量器组装成一个承载能量为1MVP的工作单元，并将单元中的容量传输给伏电站中的发电机，提高整个系统的运行率。
与此同时，大型光伏电站中的45KV发电站应该将60个1MVA自电流站输出电压保持在55KV,并将55KV的电压直接输送到电网系统中，保证电网系统能够安全运行，提高其运行效率。当大型变电站中的电网系统能够稳定运行，工作人员应该及时将母线中的电容量输送到上级通电站中，大型光伏电站中应该具备水泵与各种照明设备。一旦电网系统运行过程中，发生停电或者电路短路等情况，水泵能够为工作人员提供水源，照明设备能够帮助工作人员检查设备故障。当然，这些照明设备与水泵应该根据光伏电站中的120KV总站中配置，并根据光伏电站中各个设备的实际运行情况，合理配置用电设备，从而保证电网系统能够安全运行，即使发生故障，也能够及时解决，不断提高大型光伏电站业的经济效益。
在大型光伏电站中，基本上采用的是双开裂变压器来保证电网稳定运行，在双开裂变压器两侧可以放置两组电容量一样的高强度变压器，这两组高强度变压器能够有效减少电流对电网的影响，并将电网中产生的电阻有效消除，保证高压变压器能够稳定运行，提高工作人员的工作效率。当双开裂变压器在实际运行时，如果低压变压器发生短路现象，工作人员应该及时降低电压，保证另一组电压器运行，然后不断调试运行故障的那组电压器，调试好之后，再将这两组电压器共同投放到逆流变压系统中，保证两组电压器能够正常运行。
大型光伏电站中，采用大功率的光伏变压器，为了提高其运行效率，工作人员经常降低压力电路中的电压，提高压力电路两侧的电压，从而保证压力电路两侧的电路能够稳定运行。同时，工作人员应该严格控制高压电路问题，可以在电路两侧安装温度控制计，当温度超过国家规定温度时，工作人员可以将高压电路两侧的低压电路断开，先让高压电路运行，当温度降低之后，再开通低压电路开关，保证高压电路与低压电路都能够稳定运行。当光伏电站中的逆流线路频率较低时，应该采用LCL过滤器，有效控制电路中的L线波与CL线波，输出线路中的有效功率，各个光运行功率应该采用I作为运行系数，保证光伏电站中的电路能够正常运行，提高其运行效率。
3大型光伏电站动态建模及谐波特性
3.1建模策略
大型光伏电站中，光伏逆电压变化器是交流变电器中的重要元件，光伏逆电压变化器中的光伏电气结构，能够有效保证光伏变电系统能够稳定运行。光伏变压器中的变伏板温度与辐射照度都会随着外部温度变化而变化，当然，在一定程度上保证了光伏模型的正常输入。光伏电站中的谐波能够正常输出，主要取决于光伏系统中的网状器件，光伏电站中的逆流高压器应该为交流变压器，逆流电压器能够有效输出稳定电流，提高光伏电站中的电流，从而保证大型光伏电压系统能够稳定运行。
建立光伏电站序列模型，大型光伏电站中的工作人员可以采用MPPT算法来计算大型光伏电站中的最大功率，并将最大功率保证在国家规定范围内，提高逆电压变电器的运行效率，保证大型光伏电站中各种设备的稳定运行。同时，大型光伏电站中的工作人员通过合理控制光伏电站功率，还能够有效保证变电站中的交流电压，将交流电压控制在国家规定范围内，提高了大型光伏电站中各个系统的运行率，保证工作人员的工作质量。
大型光伏电站中的工作人员应该考虑光伏电站中的死区环境与环境调节因素，将逆电压器中输出的谐波电压分为两部分，可以分为高低两个部分，然后将这两部分单独计算，从而保证大型光伏电站中的电流能够正常输出。在单独逆流变电器模型中，工作人员可以将逆流高压器中的电流控制在一定范围内，分别计算出这两种电流数值，然后对照国家规定数值，保证大型光伏电站中的电压能够正常输出。对于单台光伏电站逆高压变压器，工作人员应该提前建立双开裂高压变压器，可以构建IMVM模型，并以该模型为一个单位，提高逆高压变压器的工作效率，保证光伏电站中整个电力系统的正常运行。
由于大型光伏电站的快速发展，在实际建模工作中，也存在很多问题，其中，最主要的问题就是建模人员对其工作没有足够的重视，影响大型光伏电站中各个系统的正常运行。要想有效改善这种状况，就需要光伏电站中的管理人员定期对建模人员进行培训，在培训过程中，可以向他们提问，采用提问这种方式，能够了解他们在实际工作中经常遇到的问题，然后采取有效措施解决。同时，对于建模工作表现好的工作人员可以给予一定的现金奖励，当然，对于表现不好的工作人员也应该给予相应鼓励，充分调动建模人员的工作积极性。具体奖励方案如表1
3.2光伏排列与MPPT建模与逆变器非理想模型
在大型光伏电站中，影响光伏设备正常运行的主要因素是光伏板温度，当光伏板的温度过低时，大型光伏电站中的工作人员应该根据光伏板温度情况，合理控制光伏板温度，将光伏板温度控制在一定范围之内，从而保证大型光伏电站中的光伏板能够正常工作。大型光伏电站中的工作人员可以合理控制外部辐照温度与光伏板材料设为外部变化量。
与此同时，大型光伏电站中的工作人员在不考虑电站中背景谐波的情况下，逆电压变电器中的谐波主要由两个部分组成，分别是混区时间与调整过程。其中，混区时间包括5、7、、9等比较低层次的谐波电压构成，调制过程中的谐波分布不太均匀，各种数据分布在谐波开关附近。因此，大型光伏电站中的工作人员在实际工作中，应该严格控制谐波电压，保证大型光伏电站系统能够正常输出谐波电压，从而保证电网系统中其他工序能够顺利进行，提高工作人员的工作效率，保证谐波质量。
保证光伏逆电压能够稳定运行，不但能够提高工作人员的工作效率，还能够保证大型光伏电站中各个系统能够运行运行，提高整体系统的安全性。采用并网电压计算方法能够计算出光伏电站中的电流值，其计算公式应为：
工作人员在计算时，N应该为3的整数倍，示例光伏逆高压变频开关应该是1120Hz，含有的谐波次数应取15、25、31、45次，谐波中的高电压值与交流电压值应该与调制制度向相关联。根据计算能够知道，双次谐波电压与开关频率在相同条件下，工作人员及时记录下电压开关频率与混区时间数据，保证电压器中的交流电压与开关频率成正比，保证电流器能够正常输出谐波电压，提高谐波电压的准确性。
3.3光伏电站建模与光伏电站输出谐波特性
大型光伏电站中的光伏电站主要由很多发光带电体组成，不同的带电体中存在很多的线路电阻。因此，在实际工作中，大型光伏电站中的工作人员应该将这些线路电阻有效消除，保证光伏电站中的各个线路能够正常运行，从而提高工作人员的工作效率。1MVA带电单元应该等同于等值带电体，并将带电体中的各项电流有效整合，有效减少线路中的电阻，保证光伏电站线路能够正常工作。
由于双开裂电压与两旁的低压系统没有系统性关联，根据戴维宁定理能够得知，1MVA带电体中的电阻相当于整条线路中电阻。因此，在实际工作中，大型光伏电站中的工作人员应该根据工程的实际情况，尽量减少带电体两旁的带电线路，并保持带电线路的安全性，将带电两旁的带电线路有效整合，不但能够有效减少线路中的电阻，还能够保证带电体中电流能够正常运行，保证光伏电站中带电系统能够正常运行，提高其运行效率。
根据节点电流法则能够知道，支路的方程矩阵模式可以简单写为：
在该式中，Ik是光伏电站线路中的电流矩阵，代表光伏电站系统中的支路电流与主线电流的总和；Y1表示光伏电站中电压，代表大型光伏电站中的外部电阻；Un表示光伏电站中的节点电压，表示电力系统中的各个单元电压总和；Ya表示光伏单元中的导向矩阵，表示电网系统中导线中的矩阵；Ua表示电网系统中的各路电压的总和，在实际计算中，可以利用电压表测量该电压，保证该电压的准确性，从而提高大型伏电站中电网系统的运行效率。
在实际建模中，大型光伏电站中的工作人员应该根据电阻线路的实际情况，合理选择系数，保证电网系统能够正常输出电压，保证输出电流的准确性，提高电网系统中电流与电压的安全性。谐波的运行效率应该根据实际建模情况，保证谐波输出效率，为光伏电站中的电力系统做好准备工作，提高大型光伏电站系统的运行效率。光伏电站在不同光照下，会根据光照强度输出电压频率，根据这个原理，在电网系统中，光照射幅度是光照系统的核心，温度对电网系统的影响很小。电网系统中的光照板温度与光照辐射对谐波变化多起到决定性作用，光照强度越大，电网系统中的光波频率越频繁。
同时，温度越高，电网中的电流与电压越高。而在低温条件下，电流变化率大约在2%，在高温条件下，电流变化率大约在7%，一般不会超过10%。因此，大型光伏电站中的工作人员在实际工作中，应该根据电网系统的实际情况，可以在电网中安装温度警报器，当电网线路中的温度超过规定范围，该警报器会发出声音。采用温度警报器，能够帮助光伏电站中的工作人员有效控制线路温度，保证电网系统线路能够稳定工作，提高工作人员的工作效率，保证电力系统的安全性。
4结束语：
综上所述，通过分析大型光伏电站动态建模与谐波特性，能够有效保证电力网络系统正常运行，提高系统的运行效率。但是，在实际工作中，仍然存在许多问题，这就需要相关工作人员在原有基础上，不断学习和创新，提高自身的职业综合能力，从而保证国民经济稳定快速发展。
参考文献：
［1］任继光. 大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术探讨［J］. 科技经济导刊，2017，（03）:48-49.
［2］周志兵，蒋海军，高辉. 基于等值建模的大型光伏电站接入电网后暂态稳定性［J］. 电网与清洁能源，2016，（03）:140-148.
［3］崔晓丹，李威，李兆伟. 适用于机电暂态仿真的大型光伏电站在线动态等值方法［J］. 电力系统自动化，2015，（12）:21-26.
［4］黄冬冬,吴在军,窦晓波,莫熙,赵波. 光伏规模化并网的电能质量复合控制策略研究［J］. 电力系统保护与控制，2015，（03）:107-112.
［5］郑海涛，郑昕，吴兴全，姚天亮. 大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术分析［J］. 电力系统保护与控制，2016，（16）:149-154.
［6］谢宁，罗安，陈燕东等. 大型光伏电站动态建模及谐波特性分析［J］. 中国电机工程学报，2015，（36）:10-17+4.
［7］艾欣，韩晓男，孙英云.大型光伏电站并网特性及其低碳运行与控制技术［J］. 电网技术，2016，（01）:15-23.
［8］王利平，杨德洲，张军. 大型光伏发电系统控制原理与并网特性研究［J］. 电力电子技术，2015，（06）:61-63.
论文作者:安海清1,岳娜2,胡晨3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：光伏论文; 电站论文; 电压论文; 谐波论文; 电网论文; 工作人员论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第9期论文;