[发明专利]光伏电站并网有功功率参考值快速计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统新能源领域,涉及一种光伏电站并网有功功率参考值快速计算方法。

背景技术

近年来，随着光伏在电网中渗透率的不断提高，其输出功率的波动性对电网的运行产生一定的影响。因此，国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布了《光伏发电站接入电力系统技术规定》(GB/T 19964)，该规定中对光伏电站并网有功功率变化率做了限制，即光伏电站并网有功功率变化率不超过10％装机容量/min。

为了满足《光伏电站接入电力系统技术规定》(GB/T 19964)关于光伏电站并网有功功率变化率不超过10％装机容量/min的规定，一般可用储能装置来解决。通过储能装置输出或吸收的功率平抑光伏输出功率，从而满足光伏电站并网有功功率波动率的要求。而储能装置输出或吸收功率的确定，关键是要快速计算能满足光伏电站并网要求的光伏电站输出功率的参考值。

目前，常见的计算光伏电站并网参考功率的方法，如低通滤波，具有一定的延时性，且跟踪精度不高，不能很好地反映原始信号特性。频谱补偿法过于理想化。常规的经验模态分解法由于计算速度问题难于应用与实时在线快速计算。

因此，需要一种新的光伏电站并网有功功率参考值快速计算方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种光伏电站并网有功功率参考值快速计算方法。

为实现上述发明目的，本发明的光伏电站并网有功功率参考值快速计算方法可采用如下技术方案：

一种光伏电站并网有功功率参考值快速计算方法，包括以下步骤：

1)、对光伏电站的输出功率信号按时间进行分段，然后利用改进经验模态分解法对每段输出功率信号进行分解，得到IMF分量c_j，对每段输出功率信号的边界值采用上一段输出功率信号的IMF均值，得到多个IMF分量；

2)、采用新型小波去噪法对步骤2)得到的IMF分量进行小波去噪，得到降噪后的新IMF分量，其中，所述新型小波去噪法的阈值函数为：

其中，D为小波系数长度，σ为噪声方差，W_jk为小波系数，为处理后的小波系数，f为输入信号频率。

3)、利用主成分分析法将步骤2)得到的新IMF分量进行排序，对排序后的新IMF分量进行组合，得到光伏电站并网的参考功率值。

更进一步的，步骤1)中改进经验模态分解法包括以下步骤：

一、将白噪声信号加入到输出功率信号中，得到两组含白噪声信号集合[M₁,M₂]，其中，M₁＝S+N；M₂＝S-N，S为输出功率信号，N为白噪声信号；

二、对M₁和M₂分别进行经验模态分解，得到两组IMF集合c_1j和c_2j；

三、对步骤二得到的两组IMF集合c_1j和c_2j进行组合，得到IMF分量c_j，其中，

更进一步的，利用主成分分析法将步骤3)得到的新IMF分量进行排序包括以下步骤：

11)、设IMF分量集合X＝[x₁,x₂,...x_i...,x_M]^T，令y_i＝x_i-E(x_i)，其中，E(x_i)为x_i的期望值，矩阵Y＝[y₁,y₂,...,y_M]^T，X的协方差为C；

12)、利用下式对步骤11)的协方差C进行分解，C＝U_M×NΛ_M×NU^T_M×N，其中，Λ为C的特征值对角矩阵，U为特征向量组成的正交矩阵；

13)、根据步骤11)得到的Y和步骤12)得到的U，得到P＝U^T_M×NY，根据P中贡献率从大到小对IMF分量进行排序。

应用主成分分析法对得到的多个IMF分量进行排序，为实现满足光伏并网波动率要求的参考功率计算做准备。