[發(fā)明專利]一種基于用戶用電特征分析光伏發(fā)電項目收益的評估方法

有效

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• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109583760B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱軍;董建大;姚艷;宋文新;裴傳遜;翁秉宇;許家玉;方建迪;崔勤越;卿華;黃森炯;任嬌蓉;葉晨;江昊;查偉強;馬益平;嚴(yán)浩軍;康家樂;江涵;汪雅靜;張志剛;潘福榮;魏明;操瑞發(fā);金迪
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司寧波供電公司;寧波市電力設(shè)計院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 俞濤

1.一種基于用戶用電特征分析光伏發(fā)電項目收益的評估方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、選定測算區(qū)域，計算該區(qū)域的日照時間、天氣情況、溫度，評定光伏發(fā)電量；

S2、采集區(qū)域內(nèi)用戶實時用電數(shù)據(jù)，對不同用電特征的用戶進行聚類分析，將所有不同用電特征的用戶劃分到具有不同的峰平谷時間段的類別里；所述峰平谷時間段是指峰時間段、平時間段、谷時間段；

S3、分析各類用戶峰平谷時間段的光伏發(fā)電量與用電量，計算出各類用戶每年的光伏發(fā)電自用比例；

S4、根據(jù)各類用戶每年的光伏發(fā)電自用比例，計算光伏發(fā)電狀態(tài)時節(jié)約的電費、上網(wǎng)電量收入、總發(fā)電量補貼，得出光伏發(fā)電總收益；

步驟S1中，日照時間與光伏發(fā)電量計算公式如下：

一天中可能的日照時間：

N＝2/15sin^-1(-tanφ)tanδ

其中，φ表示地理緯度；δ表示太陽赤緯角；

只考慮日照時，光伏發(fā)電量和日照時間的關(guān)系為：

G_tm1＝某月總天數(shù)*N*Y*R*(1-d)^t*Q

其中，G_tm1為第t年第m月的總發(fā)電量；N為一天的日照時間；Y為單片光伏組件的功率；R為系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率；d為系統(tǒng)年衰減率，為已知參數(shù)；Q為某光伏系統(tǒng)的總光伏片數(shù)；

步驟S1中，采用兩步聚類算法計算天氣類型指數(shù)u；

S11、預(yù)聚類階段，采用BITCH算法中CF樹生長的思想，逐個讀取收集的最近一年天氣數(shù)據(jù)的集中數(shù)據(jù)點，在生成CF樹的同時，預(yù)先聚類天氣類型密集區(qū)域的數(shù)據(jù)點，形成諸多的小的日類型子簇；

S12、聚類階段：以各類所述日類型子簇為對象，根據(jù)歐式距離表達式對天氣類型進一步歸類:

式中：x_i為不同天氣類型各個時刻發(fā)電功率的平均值；y_i為需要判斷天氣類型的某天各個時刻的發(fā)電功率；L為不同天氣類型下的歐式距離大小，n為所述日類型子簇的數(shù)量；

根據(jù)L的大小，匹配最相似的聚類，逐個合并分散的日類型子簇直到期望的簇數(shù)量，得出各天氣類型數(shù)據(jù)之間的倍率關(guān)系并將其映射為天氣類型指數(shù)u；

步驟S2中，將所有不同用電特征的用戶劃分到具有不同的峰平谷時間段的類別里，包括以下步驟：計算數(shù)據(jù)分群指標(biāo)、數(shù)據(jù)歸一化、樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、聚類中心點初始化、迭代計算最優(yōu)聚類中心點；

S21、計算數(shù)據(jù)分群指標(biāo)：基于電量及負荷指標(biāo)計算出一定時間段內(nèi)反映負荷變動情況的指標(biāo)特征；

負荷率d1＝平均負荷/最大負荷；

峰總比d2＝峰電量/總電量；

平總比d3＝平電量/總電量；

谷總比d4＝谷電量/總電量；

S22、數(shù)據(jù)歸一化：對采集的發(fā)電量采用最小最大值法的數(shù)據(jù)歸一化進行處理得到c_i，使得歸一化后的曲線幅值在【0,1】之間；

S23、樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：將所述指標(biāo)特征轉(zhuǎn)成向量數(shù)據(jù)，

P＝(d₁，d₂，d₃，d₄)；

S24、聚類中心點初始化：采用K-means聚類算法，隨機選擇k個對象，每個對象初始地代表了一個簇的平均值或中心，對剩余的每個對象，根據(jù)其與各簇中心的距離，將它賦給最近的簇；然后重新計算每個簇的平均值；這個過程不斷重復(fù)，直到準(zhǔn)則函數(shù)收斂；采用平方誤差準(zhǔn)則，其定義如下：

式中，E為數(shù)據(jù)庫中所有對象的平方誤差的總和；p為空間中的點，m_i為c_i的平均值；

S25、迭代計算最優(yōu)聚類中心點：對峰平谷電量用戶聚類，得到K個客戶類，Ck表示每個聚類中所包含的單位集合，每個聚類的代表曲線CTk為聚類中心，其中k＝1,2，…，K；不斷計算新的聚類中心點，直至所有樣本數(shù)據(jù)均與中心點之間的距離MIA最小；

通過K-means方法進行負荷曲線聚類，將所有不同用電特征的用戶劃分到具有不同的峰平谷時間段的類別里。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述評估方法，其特征在于：步驟S1中，光伏發(fā)電量與溫度的關(guān)系如下：

光伏組件的發(fā)電量W為：

W＝(1-(當(dāng)天溫度-22℃)*峰值功率損失率)*Y

其中,峰值功率損失率、單片組件功率為已知，Y為單片光伏組件的功率。