[發明專利]一種基于MASO的光伏陣列重構參與電網調頻方法

在審

• 申請號: 202111106254.8
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113852097A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 何廷一;楊博;和鵬;孟賢
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;G06F119/14;G06F111/06
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明公開了一種基于MASO的光伏陣列重構參與電網調頻方法，以解決電力系統的電力干擾平衡問題。本發明不僅能使輸出功率最大化，而且能使輸出功率與調頻信號之間的功率偏差最小，其步驟是：首先建立10×10網狀連接配置的光伏陣列重構模型；基于所述模型的當前陣列，利用多目標原子搜索優化算法采集額定輸出功率與平均輸出功率的偏差f₁以及調頻信號與輸出功率之間的偏差f₂；得到所述偏差f₁以及偏差f₂后將每個目標原子進行多次迭代，所述算法收斂輸出光伏陣列配置的最佳帕累托前沿；利用多準則妥協解排序決策方法從得到的所述帕累托前沿中確定最優折衷解。

技術領域

本申請涉及電力系統控制技術領域，尤其涉及一種基于MASO的光伏陣列重構參與電網調頻方法。

背景技術

近年來，由于能源需求量日益增加，化石能源的儲量日益下降，可再生能源越來越受到人們的重視，并逐漸取代大多數化石燃料，其中太陽能是最有前景的能源之一。太陽能發電一般采用光伏發電，太陽能電池透過光生伏特效應可以將太陽光能轉化成直流電能，但一塊光伏模組(光伏板)能夠產生的電流不夠一般住宅使用，所以將數塊光伏模組連接在一起而形成了陣列。光伏陣列能夠利用逆變器將直流電轉化成交流電以供使用。

然而，部分遮蔽引起的失配損耗和功率損耗會導致光伏陣列的能量輸出顯著降低。因此，光伏陣列重構技術被用來補償這些功率損耗，提高局部陰影下光伏陣列的發電量。雖然光伏陣列的初始設計是合理的，但由于云團移動、風塵等動態天氣條件造成的局部遮陽仍會造成較大的功率損失和輸出特性惡化。這種客觀的部分遮蔽在光伏陣列的輸出特性曲線上產生多個峰值，容易導致最大功率點跟蹤(MPPT)誤判，降低光伏發電效率。

發明內容

本申請提供了一種基于MASO(多目標原子搜索優化算法，multi-objective atomsearch optimization algorithm)的光伏陣列重構參與電網調頻方法，以解決電力系統的電力干擾平衡的問題。

本申請提供的一種基于MASO的光伏陣列重構參與電網調頻方法，包括以下步驟：

建立10×10網狀連接配置的光伏陣列重構模型，所述光伏陣列重構模型包括重構后的光伏陣列；

基于所述模型的當前陣列，利用多目標原子搜索優化算法采集額定輸出功率與平均輸出功率的偏差f₁以及調頻信號與輸出功率之間的偏差f₂；

利用MASO采集基于當前的陣列配置下得到的額定輸出功率與平均輸出功率的偏差f₁和調頻信號與輸出功率之間的偏差f₂后，所述算法收斂輸出光伏陣列配置的最佳帕累托前沿；

利用VIKOR決策方法從得到的所述帕累托前沿中確定最優折衷解。

可選的，所述光伏陣列重構模型的目標函數為：

其中，表示光伏電站的額定輸出功率；T表示調頻的時間周期；P_pv(t)表示光伏電站在第t個控制時段的輸出功率；P_FR(t)表示第t個控制時段的調頻信號。

可選的，所述模型的當前陣列應當滿足以下電氣開關的約束條件：

其中，Switch_ml表示陣列在第m行和第l列的電開關狀態。

可選的，得到所述偏差f₁以及偏差f₂后將每個目標原子進行多次迭代，所述算法收斂輸出光伏陣列配置的最佳帕累托前沿的步驟包括：

對重構后的光伏陣列進行約束處理，并得到所述陣列在多目標原子搜索優化算法參與調頻中的適應度函數；