[發明專利]一種基于相似性聚合的分布式光伏發電功率狀態估計方法

有效

• 申請號: 201810353171.0
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108574300B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 陳新和;裴瑋;孫芊;馬建偉;鄧衛;李琳艷;趙健;馮光
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;國網河南省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

本發明提供了一種基于相似性聚合的分布式光伏發電功率狀態估計方法，包括：基于分布式光伏有功時序曲線數據特征和L2范數距離，建立了分布式光伏聚合模型，提出了基于k?means聚類的分布式光伏聚合求解方法，基于聚合結果，提出基于電量數據計算低壓分布式光伏發電功率狀態估計參數的方法，最后考慮分布式光伏有功時序曲線數據特征隨日期變化的特點，提出了根據累計估計誤差判定是否重新進行聚合求解和狀態估計參數計算的策略。本發明實現了對分布式光伏的聚合和狀態估計，有助于掌握區域分布式光伏的整體發電狀態，實現低壓分布式光伏發電功率的可觀測性，有助于提升配電網安全運行水平，對服務分布式光伏有序發展具有重要的理論和現實意義。

技術領域

本發明涉及一種基于相似性聚合的分布式光伏發電功率狀態估計方法，屬于光伏發電系統技術。

背景技術

目前，10kV及以上電壓等級接入的光伏發電系統大多都接入了電網自動化系統，但是低壓接入的分布式光伏發電系統則沒有接入電網自動化系統，電網調度控制中心不能及時掌握低壓光伏的發電運行情況。隨著分布式光伏的快速發展，這給電網安全穩定運行帶來了很大隱患。

低壓接入的分布式光伏發電系統通常只通過用電信息采集系統采集了電量數據，其采集周期較長，一般為一天，電網調度控制中心不能實時掌握低壓光伏實時運行情況。針對該問題，目前主要有兩種方案：一是提高用電信息采集系統數據采集的時間分辨率，最小為15分鐘，由此獲得低壓光伏的準實時數據；二是針對低壓光伏獨立加裝自動化采集裝置，以實現在秒級時間尺度內采集其實時數據。

針對以上第一種方案，有部分電網公司提高了電量數據采集的時間分辨率，最小為15分鐘，可獲得低壓光伏的準實時數據，但是這種方式實時性仍不高，而且更大的技術障礙在于原用于采集電量數據的用電信息采集系統技術性能不能夠滿足數據龐大的低壓分布式光伏實時數據采集的需要。

針對以上第二種方案，也有部分地區電網調度控制中心針對低壓光伏獨立加裝了自動化采集裝置，可以在秒級時間尺度內采集其實時數據，但是由于低壓光伏點多面廣，這種方式成本較高，實施不便，也將增加電網公司運維負擔，不宜推廣。

以上兩種方案都是通過直接采集的方式獲得低壓光伏的實時運行數據，沒有利用光伏發電的固有特性，即光伏發電主要受到地理位置和氣象條件的影響，而同一地理區域內，氣象條件基本一致，分布式光伏發電系統的有功出力亦具有一致性，即單位裝機的有功出力基本相同。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種基于相似性聚合的分布式光伏發電功率狀態估計方法，通過已實現自動化數據采集的光伏發電系統有功出力數據估計同一區域內其它未實現自動化采集的光伏發電系統有功出力數據，可提升分布式光伏的可觀測性，有效解決低壓光伏的實時數據采集問題，大大減輕安裝采集設備帶來的資金成本和運行維護成本。

本發明技術解決方案：一種基于相似性聚合的分布式光伏發電功率狀態估計方法，包括以下步驟：

(1)基于分布式光伏出力時序曲線數據特征和L2范數距離，建立分布式光伏聚合模型，得到兩個分布式光伏相似性的判據，兩個分布式光伏之間的L2范數距離越小，相似性越大；

(2)以步驟(1)得到的兩個分布式光伏相似性的為判斷依據，基于k-means聚類的分布式光伏聚合求解方法，按照L2范數距離最小為原則，將分布式光伏加入距離最近的中心點(means)所在的聚類，得到聚合結果；

(3)利用聚合結果，基于電量數據計算分布式光伏發電功率狀態估計參數；

(4)根據分布式光伏有功時序曲線數據特征隨日期變化，根據累計估計誤差判定是否重新進行聚合求解和狀態估計參數計算，若累計估計誤差大于一定閾值，則重新進行聚合求解和狀態估計參數計算，得到新的聚類結果和狀態估計參數。