本发明属于光伏发电领域，具体涉及一种用于一次调频的组串式光伏逆变器功率备用控制方法。
背景技术：
1、近年来，随着全球各国生产力水平的快速提高，对能源的消耗也随之剧增，为解决能源可持续发展问题，绿色、环保的清洁能源在电网中的渗透率正逐渐提高，光伏发电作为一种可再生、清洁且易于大规模开发利用的新兴能源，在优化能源结构体系、促进资源型产业转型等方面起到积极作用。
2、随着光伏发电占比的不断提升，电力系统面临了一些新的挑战，尤其是在有功平衡和频率稳定方面。究其原因主要有两点，一是光伏发电出力的波动性和不确定性使得系统电力电量平衡呈现概率化趋势，二是光伏发电系统一般采用电力电子装备接入电网，这解耦了系统频率，降低了系统惯量。因此，电力系统的频率变化更加严重。
3、目前，光伏发电机组主要通过预留一定功率备用以参与电网调频，大多数的研究集中在单机的功率备用控制方法。然而，现有研究大多基于集中式光伏逆变器系统，未考虑到组串式光伏逆变器系统多直流输入支路的差异性。此外，现有研究基本未考虑功率备用控制方法对一次调频期间组串式光伏逆变器系统动态特性变化的影响。因此，有必要针对组串式光伏逆变器的功率备用控制方法进行研究，同时应考虑功率备用控制对一次调频期间逆变器多直流输入支路功率电压变化的影响。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于一次调频的组串式光伏逆变器功率备用控制方法，通过设计各直流输入支路的功率备用分配以均衡各支路在一次调频期间的电压波动量。
2、为了实现上述发明目的，本方法采取如下技术方案：
3、一种用于一次调频的组串式光伏逆变器功率备用控制方法，包括以下步骤：
4、步骤s1，当组串式光伏逆变器接收到功率备用指令δprs后，逆变器将启用功率备用控制模式；同时，采集获取逆变器内各直流输入支路关键运行状态信息，包括第i条直流输入支路的最大可用功率pmpp,ith、最大可用功率点电压umpp,ith、开路电压uoc,ith。
5、步骤s2，计算各直流输入支路的功率-电压特性系数(该特性系数可反映各直流输入支路的功率-电压特性)，其计算原理如下所示：
6、
7、式中，αith为第i条直流输入支路的特性系数，n为拟合阶数。n与直流支路所连接的光伏组串特性有关，可根据光伏组串产品手册整定，一般取2～4。
8、步骤s3，基于各直流输入支路的功率-电压特性，考虑一次调频期间各直流输入支路直流电压波动的均衡性，计算各直流输入支路的功率备用值，其计算原理如下所示：
9、根据式(1)中αith的定义，第i条直流输入支路保留的功率备用与直流电压偏差(与最大功率点间的电压偏差)的关系可以表达如下式：
10、
11、式中，δprs,ith为第i条直流输入支路保留的功率备用，δurs,ith为第i条直流输入直流电压偏差(与最大功率点间的电压偏差)，prs,ith和urs,ith分别为功率备用运行点的功率与电压。
12、根据保留的功率备用，第i条直流输入支路的一次调频系数可定义为下式：
13、
14、式中，kpf,ith为第i条直流输入支路的一次调频系数，δfbd为一次调频响应区间。
15、结合式(2)与(3)，考虑一次调频期间的动态响应，第i条直流输入支路的功率与电压变化可表达为下式：
16、
17、式中，δppf,ith和δupf,ith分别为一次调频引发的功率波动和电压波动，δf为系统频率变化量。式(4)可进一步化简为如下关于δurs,ith的n阶等式方程：
18、
19、通过求解式(5)，可得到δupf,ith与δurs,ith之间的关系，如下式所示：
20、δupf,ith＝f(δurs,ith,δf) (6)
21、式中，δupf,ith取值应满足(-δurs,ith，δurs,ith)区间要求。
22、由式(6)易知，为保证一次调频期间各直流输入支路电压波动相等δupf,ith，各δurs,ith应保持相等，如下式所示：
23、δurs,jth＝δurs,kth,j≠k (7)
24、结合式(2)～(7)，可求解得到各直流输入支路分配得到的功率备用，如下式所示：
25、
26、步骤s4：将根据式(8)计算的功率备用值下发到各直流输入支路的dc/dc变流器予以执行。
27、本发明的有益效果是：
28、(1)本发明通用性强，适应场景广，本发明提出的组串式光伏逆变器功率备用控制方法，可适用不同额定容量、不同直流输入支路数、不同光伏组串特性的组串式光伏逆变器。
29、(2)本发明提出的功率备用控制方法通过设计组串式光伏逆变器各直流输入支路功率备用，实现了一次调频期间各直流输入支路电压波动的均衡，降低了各直流输入支路电容电压波动的差异性，有效提升了组串式光伏逆变器的整体使用寿命。
1.一种用于一次调频的组串式光伏逆变器功率备用控制方法，其特征在于：首先，采集获取逆变器内各直流输入支路关键运行状态信息，包括第i条直流输入支路的最大可用功率pmpp,ith、最大可用功率点电压umpp,ith、开路电压uoc,ith；然后，计算各直流输入支路的功率-电压特性系数αith；其次，基于各直流输入支路的功率-电压特性，考虑一次调频期间各直流输入支路直流电压波动的均衡性，计算各直流输入支路的功率备用值δprs,ith；最后，将计算的功率备用值下发到各直流输入支路的dc/dc变流器予以执行。
2.根据权利要求1所述的功率备用控制方法，其特征在于：各直流输入支路的功率-电压特性系数αith计算原理如下所示：
3.根据权利要求1所述的功率备用控制方法，其特征在于：各直流输入支路的功率备用值δprs,ith的计算原理如下所示：
