[发明专利]一种微电网中光伏发电系统输出功率平均值的计算方法

说明书

本发明提出一种微电网中光伏发电系统输出功率平均值的计算方法，解决现有仅以单一因素作为不确定性影响因素的光伏发电的输出功率计算方法无法反映光伏发电系统实际功率输出情况的问题，包括：采集微电网中日照强度、日照时长、日照阴影及日照偏角的数据信息；构建数据矩阵，求得已采集数据的平均值；构建模糊聚类中心矩阵；模糊聚类中心矩阵初始化；通过模糊聚类分析法，迭代计算模糊聚类中心矩阵对应的模糊聚类矩阵的元素最优值及模糊中心矩阵的最优值；求取当前日照强度、日照时长、日照阴影及日照偏角的平均值及光伏发电系统输出功率的平均值，本发明提出的方法为微电网中光伏发电系统的出力预测及运行调度提供理论指导。

技术领域

本发明涉及光伏发电系统输出功率计算的技术领域，更具体地，涉及一种微电网中光伏发电系统输出功率平均值的计算方法。

背景技术

光伏微电网是一种集成光伏发电系统等分布式电源、一定容量负荷并以一定方式将分布式电源和负荷联接起来的微电网，在光伏微电网中，日照强度越大，光伏发电系统的输出功率越大。

一年中不同季节的日照强度完全不同，一天中不同时段的日照强度也完全不同，日照强度具有随机性、波动性和间歇性。因此，光伏发电站日照强度往往也表现为最小日照强度、最大日照强度、平均日照强度、多年平均日照强度、计算平均日照强度、加权平均日照强度、数学平均日照强度等表示形式，采用不同日照强度的表示形式，光伏发电系统会获得不同的装机容量水平，而不同装机容量水平光伏发电系统在不同季节的输出功率及发电量也往往不同。

现有微电网中光伏发电系统的输出功率和发电量通常采用确定性的计算方法，假设区域内日照强度是确定的，因此，光伏发电系统输出功率的计算结果也是唯一确定的，但这种情况往往不能反映光伏系统发电的实际情况，华北电力大学韩敏晓等在2011年12月1日公开的“含高渗透率分布式光伏发电系统的配电网概率潮流分析”的文章中提出采用概率分析的方法，假设区域内日照强度等单一因素为不确定性因素，计算光伏发电系统的输出功率，计算结果为具有一定置信水平的概率值，克服了确定性计算方法不能反映光伏发电系统实际情况的弊端，但微电网中光伏发电系统的输出功率受多种不确定性因素的影响，不确定性因素具有随机不确定性或模糊不确定性，现有方法没有全面地考虑影响因素的这些特征，也无法反映光伏发电系统实际的功率输出情况。

发明内容

为解决现有仅以单一因素作为不确定性影响因素的光伏发电系统的输出功率计算方法无法反映光伏发电系统实际功率输出情况的问题，本发明提出一种微电网中光伏发电系统输出功率平均值的计算方法，综合考虑日照强度、日照时长、日照阴影和日照偏角的不确定性和随机性，反映光伏发电系统实际的功率输出情况，为微电网中光伏发电系统的出力预测及运行调度提供理论指导。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种微电网中光伏发电系统输出功率平均值的计算方法，至少包括以下步骤：

S1.采集微电网中日照强度、日照时长、日照阴影及日照偏角的数据信息；

S2.利用步骤S1中采集的数据信息构建数据矩阵，求得已采集的日照强度、日照时长、日照阴影及日照偏角的平均值；

S3.构建日照强度、日照时长、日照阴影及日照偏角的模糊聚类中心矩阵C；

S4.利用日照强度平均值、日照时长平均值、日照阴影平均值及日照偏角平均值，将模糊聚类中心矩阵C初始化；

S5.通过模糊聚类分析法，迭代计算模糊聚类中心矩阵C对应的模糊聚类矩阵U的元素最优值，根据模糊聚类矩阵U的最优值元素计算模糊中心矩阵C的最优值；

S6.基于模糊聚类矩阵U的元素最优值和模糊中心矩阵C的最优值，分别求取当前日照强度、日照时长、日照阴影及日照偏角的平均值；

S7.根据当前日照强度、日照时长、日照阴影及日照偏角的平均值，求得光伏发电系统输出功率的平均值。