[發明專利]一種基于損失電量特征參數的光伏電站運行狀態辨識方法

有效

• 申請號: 201510049730.5
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104574221B9
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 王飛;李康平;米增強;梅華威;張雷;梁玉杰;白雪天;李玉笑;孫國騰
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;英利集團有限公司
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q50/06
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 李羨民,高錫明

1.一種基于損失電量特征參數的光伏電站運行狀態辨識方法，其特征是，所述方法首先利用光伏電站能量管理系統EMS的歷史數據計算得到電站各發電單元的損失電量信息，然后通過支持向量機方法建立各發電單元的運行狀態辨識模型，擬合該單元損失電量特征參數與運行狀態之間的映射關系，最后利用這些運行狀態辨識模型對各發電單元的運行狀態進行識別，進而得到整個光伏電站的運行狀態集合，所述方法包括以下步驟：

①計算損失系數

a、對于每個光伏電站，按照氣象條件劃分成若干個區，在每個區安裝一個標準組件，并將其功率出力采集記錄到EMS系統中；通過各個發電單元的歸一化出力與同區內標準光伏組件出力之比是否大于設定的閾值來判斷該單元的出力是否為理論出力；

b、通過EMS系統的歷史數據庫獲取各發電單元包括太陽輻照度、環境溫度、組件溫度、風速、風向、氣壓、濕度在內的氣象環境數據與各發電單元的輸出功率數據；通過步驟a中所述方法，從歷史數據中篩選出理論出力建模所需的功率數據；以篩選得到的功率數據作為輸出，對應時刻的氣象環境數據作為輸入，利用統計建模方法建立反映發電單元輸入變量與輸出功率之間關系映射的數學模型，該模型即為理論出力計算模型；

c、以光伏電站實時運行條件信息作為輸入，利用理論出力的計算模型計算得到每一采樣時刻各光伏發電單元的理論出力數值；

d、從EMS系統獲取各光伏發電單元在每一采樣時刻的實際出力并計算理論出力與實際出力值之差，然后分別將每個光伏發電單元在某一指定時間段內的各采樣點的理論出力與實際出力值之差乘以采樣周期后累加，得到每個光伏發電單元在該時間段的損失電量，同時將每個光伏發電單元在該時間段內各采樣點的理論出力乘以采樣周期后累加，得到每個光伏發電單元在該時間段內的理論電量；

e、用每個光伏發電單元在該時間段的損失電量分別除以對應的理論電量，得到每個光伏發電單元在該時間段的損失系數；

②確定光伏發電單元的運行狀態辨識參數指標集

表征光伏發電單元運行狀態的特征參數包括常規特征參數和自定義特征參數：

a、常規特征參數

表征光伏發電單元運行狀態變化規律的常規特征參數包括：光伏發電單元在指定時間段內的損失系數的最大值、最小值、平均值、方差和累計值；

b、定義特征參數

表征光伏發電單元運行狀態信息的自定義特征參數包括相關系數和離散差，

一個光伏發電單元在某指定時間段內的相關系數r_Qq定義為：

rQq=1N-1Σi=1N(Qi-Q‾)(qi-q‾)1N-1Σi=1N(Qi-Q‾)21N-1Σi=1N(qi-q‾)2,]]>

其中，Q_i為第i個采樣周期的理論電量，即第i個采樣點的理論出力與采樣周期的乘積；q_i為第i個采樣周期的損失電量，即第i個采樣點的理論出力與實際出力值之差與采樣周期的乘積，N為采樣點的個數；為理論電量均值；為損失電量均值；

離散差LS定義為：

LS=1NΣi=1N(Qi-qi)2,]]>

③建立支持向量機運行狀態辨識模型

將步驟②確定的光伏發電單元運行狀態識別參數指標集中的變量作為支持向量機模型的輸入，光伏發電單元的運行狀態信息作為支持向量機模型的理想輸出，對每一個光伏發電單元建立基于支持向量機的運行狀態辨識模型；

④訓練和驗證支持向量機運行狀態辨識模型

針對已知光伏光伏發電單元運行狀態的歷史數據，分別計算運行狀態辨識參數指標集中的各項特征參數，然后選擇其中的一部分數據作為支持向量機辨識模型的訓練樣本，訓練該模型，其余部分作為驗證數據，對模型的辨識效果進行校驗；

⑤辨識光伏電站的運行狀態集合

針對待識別的時間段Δt，分別計算每個光伏發電單元的運行狀態辨識參數指標集中的各項特征參數，然后將上述參數序列輸入步驟④訓練好的支持向量機辨識模型，得到該時間段內各個發電單元的運行狀態，從而得到整個光伏電站的運行狀態集合。