[發(fā)明專利]基于主成分分析法的光伏電站接入方案綜合決策方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510725276.0
• 申請(qǐng)日: 2015-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN105405063A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石少偉;王可;呂國峰;陶丹;楊豐閣;劉沛;衛(wèi)敬宜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q50/06
• 分類號(hào): G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種基于主成分分析法的光伏電站接入方案綜合決策方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：

步驟1：建立光伏并網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，依據(jù)該指標(biāo)體系建立初始評(píng)價(jià)矩陣；

步驟2：對(duì)評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)矩陣；

步驟3：基于主成分分析法計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣、特征值和特征向量；

步驟4：依據(jù)特征向量的貢獻(xiàn)率確定主成分，結(jié)合特征值線性加權(quán)求得綜合評(píng)估值，依據(jù)綜合評(píng)估值得大小，確定不同光伏電站并網(wǎng)方案的優(yōu)劣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于主成分分析法的光伏電站接入方案綜合決策方法，其特征在于：所述的步驟1中，光伏電站并網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括平均電壓偏差率、電壓最大波動(dòng)率、電壓離散度、并網(wǎng)點(diǎn)頻率最大波動(dòng)率、并網(wǎng)點(diǎn)頻率離散度、并網(wǎng)點(diǎn)諧波含量離散度、諧波平均總畸變率、諧波超標(biāo)率、經(jīng)濟(jì)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)；

其中：

(1)平均電壓偏差率：平均電壓偏差率U^*計(jì)算方法如下式所示；

U*=Σi=1NUi-UinUin]]>

式中：N為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采樣點(diǎn)數(shù)；U_i為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓；U_in為第i個(gè)采樣點(diǎn)的額定電壓；

(2)電壓最大波動(dòng)率：采用最大波動(dòng)率U_mv來度量光伏并網(wǎng)后引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓量的最大波動(dòng)情況；

Umv=max|Ui-Ui′|UN×100%]]>

式中：U_N為樣本的額定值；U_i為光伏并網(wǎng)后第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓母線電壓的采樣值，U_i'為光伏并網(wǎng)前第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓母線電壓的采樣值；

(3)電壓離散度：采用標(biāo)準(zhǔn)差來表征光伏并網(wǎng)后母線電壓的離散度，計(jì)算方法如下式所示：

UD=1m-1Σi=1m(Ui-U‾)2]]>

為光伏并網(wǎng)后母線電壓的數(shù)學(xué)期望，m為母線采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)；U_i為第i個(gè)采樣點(diǎn)母線電壓的采樣值；

(4)并網(wǎng)點(diǎn)頻率最大波動(dòng)率：采用最大波動(dòng)率f_mv來度量光伏并網(wǎng)后引起并網(wǎng)點(diǎn)頻率量的最大波動(dòng)情況；

fmv=max|ft-ft′|fN×100%]]>

其中f_N為系統(tǒng)額定電壓，所述的f_N＝50Hz；t為不同的采樣時(shí)刻；f_t為光伏并網(wǎng)前在i時(shí)刻并網(wǎng)點(diǎn)的頻率，f_t'為光伏并網(wǎng)后在i時(shí)刻并網(wǎng)點(diǎn)的頻率；f_mv值越小，表明突變?cè)叫。瑢?duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行越有利；

(5)并網(wǎng)點(diǎn)頻率離散度：并網(wǎng)點(diǎn)頻率的離散度f_D，計(jì)算方法如下式所示；

fD=1m-1Σi=1m(fi-f‾)2]]>

為光伏并網(wǎng)后并網(wǎng)點(diǎn)頻率的數(shù)學(xué)期望；m為母線采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)；f_i為第i個(gè)采樣點(diǎn)母線頻率的采樣值；(6)并網(wǎng)點(diǎn)諧波含量離散度：并網(wǎng)點(diǎn)諧波含量離散度計(jì)算方法如下式所示；

THDD=1m-1Σi=1m(THDi-THD‾)2]]>

m為母線采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)；THD_i為第i個(gè)采樣點(diǎn)母線諧波含量的采樣值；為i個(gè)采樣點(diǎn)母線諧波含量的平均值；

(7)諧波平均總畸變率：定義諧波含量與基波分量比值的平均值的百分?jǐn)?shù)即諧波總畸變率的平均值為諧波平均總畸變率MT，計(jì)算方式如下式所示；

MT==Σi=1mTHDim]]>

m為母線采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)；THD_i為第i個(gè)采樣點(diǎn)母線諧波含量的采樣值；(8)諧波超標(biāo)率：定義諧波超標(biāo)率ER；

ER=∫ΩdtT=sum[THD(i)>THDst]m]]>

Ω＝{t|THD(t)＞THD_st}

THD_st為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值，T表示光伏并網(wǎng)的時(shí)長，Ω表示光伏并網(wǎng)期間電壓諧波總畸變率THD(t)超出國標(biāo)規(guī)定限值THD_st的時(shí)間集合，其中sum函數(shù)是統(tǒng)計(jì)THD(i)大于THD_st的樣本個(gè)數(shù)；

(9)經(jīng)濟(jì)性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)：計(jì)算方法如下式所示：

C＝C_new+C_re+C_d+C_co+L_nP2-L_nP1

LnP1=∫t1t2[PG(t)-PLoad(t)]dt=Σi=1m[PG(i)-PLoad(i)]ΔT]]>

LnP2=∫t1t2[PG(t)+PPv(t)-PLoad(t)]dt=Σi=1m[PG(i)+PPv(i)-PLoad(i)]ΔT]]>

其中：C_new為電氣主接線費(fèi)用；C_re為系統(tǒng)繼電保護(hù)投資費(fèi)用；C_d為系統(tǒng)調(diào)度費(fèi)用；C_co為系統(tǒng)通信的費(fèi)用；L_nP1為光伏電站接入前系統(tǒng)的網(wǎng)損；L_nP2為光伏電站接入后系統(tǒng)的網(wǎng)損；t為時(shí)刻；i為采樣點(diǎn)；P_G(t)、P_Pv(t)和P_Load(t)分別第t時(shí)刻的系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的出力、光伏的出力和負(fù)荷的功率，P_G(i)、P_Pv(i)和P_Load(i)分別第i個(gè)采樣點(diǎn)的系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的出力、光伏的出力和負(fù)荷的功率；ΔT＝(t₂-t₁)/m為同一樣本兩個(gè)相鄰數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，t₁、t₂分別為光伏系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)刻和脫網(wǎng)時(shí)刻；

結(jié)合評(píng)價(jià)方案和指標(biāo)，得到原始矩陣X如式所示；

X=x11x12...x1px21x22...x2p............xn1xn2...xnp]]>

x_ij為第i個(gè)方案第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值，其中i＝1,2,…n,j＝1,2,…p，n為待評(píng)價(jià)的方案數(shù)目；p為每個(gè)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)目。