[发明专利]一种分布式光伏电站集群的动态等值建模方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种分布式光伏电站集群的动态等值建模方法，属于分布式能源并网建模与仿真的技术领域。

背景技术

与传统化石能源相比，光伏发电具有资源丰富、可再生和无污染等优势，因此，近年来光伏产业发展迅速。根据国际能源局(IEA)发布的数据，2015年全球新增光伏装机容量接近50GW，相较2014年增长25％，全球累计装机容量约230GW，其中，中国、日本和美国为最大市场，共占据约三分之二的新增装机容量。预计到2050年，光伏发电将占据全球总用电量的16％。

由于光伏发电本身的优点和政府政策的鼓励，分布式光伏电站大量且集中地出现在如工业园区的屋顶以及农村地区的荒地等应用环境中，从而在局部地区配网中形成光伏电站集群。随着电力系统光伏渗透率的增加，光伏电站集群中可包含数十甚至上百个分布式光伏电站，由光伏电站导致的如电力系统电能质量和稳定性运行等问题也逐渐增多。为对这些问题展开研究，首先就需要建立精准的模型来表征光伏集群在系统发生扰动时公共耦合点(PCC)的动态响应特性。但如果对集群中每个电站进行详细建模，不仅增加了仿真模型的复杂度，而且会在数据准备阶段和模型仿真计算阶段耗费大量的时间和精力，这种详细的建模方法无疑限制了其在实际工程中的应用。所以，有必要研究光伏集群系统的动态等值建模以简化详细模型的复杂度、减少数据的需求并减少仿真计算的时间。

未来二三十年，将是我国能源生产消费方式和能源结构调整变革的关键时期，对于分布式可再生能源发电技术而言，将会迎来更加广阔的发展前景和发展机遇。分布式光伏电站集群的动态等值建模将会为高光伏渗透率配网相关问题的分析和处理铺平道路，有助于加快我国智能、绿色、坚强的能源互联网的建设。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种分布式光伏电站集群的动态等值建模方法，对光伏集群系统进行动态等值建模，简化了详细模型的复杂度、减少了数据的需求并减少了仿真计算的时间，解决了对集群中每个电站进行详细建模增加了仿真模型的复杂度并且会在数据准备阶段和模型仿真计算阶段耗费大量的时间和精力这一技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种分布式光伏电站集群的动态等值建模方法，

提取集群中各光伏电站的聚类指标，采样各光伏电站聚类指标的数据，对各光伏电站聚类指标的采样数据进行归一化处理得到各光伏电站聚类指标的时间序列；

依据各光伏电站聚类指标的时间序列计算各光伏电站之间的动态时间弯曲距离；

依据各光伏电站之间的动态时间弯曲距离对光伏电站进行聚类分簇；

计算同簇光伏电站的聚合等值参数并进行配电网的等值化简。

进一步的，分布式光伏电站集群的动态等值建模方法中，各光伏电站的聚类指标包含但不限于阵列的输出电压、阵列的输出电流、逆变器的直流侧电压、逆变器的输入电流、光伏电站输出的有功功率、光伏电站输出的无功功率。

进一步的，分布式光伏电站集群的动态等值建模方法中，按照如下方法依据各光伏电站聚类指标的时间序列计算各光伏电站之间的动态时间弯曲距离：依据两个光伏电站相同聚类指标的时间序列计算一个时间序列中每一个元素与另一个时间序列中各元素的动态距离进而确定两个光伏电站相同聚类指标的距离矩阵，再根据两个光伏电站相同聚类指标的距离矩阵并以累计动态失真最小为目标确定将一个时间序列上各元素非线性地映射到另一个时间序列上的最优路径，累加将一个时间序列上各元素非线性地映射到另一个时间序列上的最优路径得到两个光伏电站之间同类聚类指标的动态时间弯曲距离，累加两个光伏电站之间所有同类聚类指标的动态时间弯曲距离得到两个光伏电站之间的动态时间弯曲距离。

再进一步的，分布式光伏电站集群的动态等值建模方法中，按照如下方法依据两个光伏电站相同聚类指标的时间序列计算一个时间序列中每一个元素与另一个时间序列中各元素的动态距离：记两个光伏电站相同聚类指标的一个时间序列为Q，记两个光伏电站相同聚类指标的另一个时间序列为C，时间序列Q中第w个元素q_w与时间序列C中第v个元素c_v的动态距离D(q_w,c_v)为：