一种光伏并网发电系统稳态电能质量综合评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能光伏发电电能质量综合评估领域，具体设及一种光伏并网发电 系统稳态电能质量综合评估方法。
【背景技术】
[0002] 分布式能源接入电网后，在改变电网原有的拓扑结构和潮流分布的基础上，还会 引起当地电网电能质量问题，引起诸如频率偏差、电压波动、谐波崎变等危害。电网电能质 量的下降会危及电力系统和电气设备的正常运行，造成巨大的经济损失。
[0003] 太阳能光伏发电作为新能源发展的重要途径，我国已经对光伏发电系统的并网电 能质量各指标（包括频率偏差、电压波动、电压偏差、电压闪变、=相不平衡度、谐波崎变 等）做出了规定，但是单项指标合格与否并不能整体反映电能质量的好坏。在光伏电能并 网之前，必须对其进行综合评估，电能质量综合评估不仅是电力市场环境下确定电价的基 础，而且可W为相关部口综合电能治理提供一定的指导。因此，迫切需要一种有效地对光伏 并网发电系统稳态电能质量进行综合评估的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光伏并网发电系统稳态电能质 量综合评估方法，解决光伏发电系统并网前对其稳态电能质量有效进行评估并确定其所属 等级的问题。
[0005] 本发明解决其技术问题是采取W下技术方案实现的：
[0006] -种光伏并网发电系统稳态电能质量综合评估方法，包括W下步骤：
[0007] 步骤1、运用统计学方法对连续测量所得的指标数据进行处理并标准化计算；
[0008] 步骤2、结合专家经验，对光伏系统指标进行主观赋权，然后将标准化后的数据线 性加权得到带权指标，并W带权指标为扇形半径绘制雷达图；
[0009] 步骤3、根据得到的雷达图，计算指标区域特征值，构造评价函数；
[0010] 步骤4、结合评价函数给出待评估光伏系统的评估等级。
[0011] 而且，所述步骤1的具体处理方法为；采用电能质量分析仪对光伏系统的m项指标 经过n次测量，得到mXn个数据，其中每个数据用Xu(l《i《n，1《j《m)来表示，对数 据进行标准化处理；对于逆向指标，做如下标准化处理：
[0012]
[0013] 对于正向指标，作如下标准化处理：
[0014]
[001引式中，X。.'表示进行标准化后得到的数据，X。表示测量方案所得的第i组数据中 第j个指标值，Xu表示第j个指标的最大值。
[0016] 而且，所述步骤2对光伏系统指标进行主观赋权采用如下方式进行处理：
[0017]
[001引式中，Wi为归一化的权重向量。
[0019] 而且，所述步骤2对标准化的数据进行线性加权处理的方法为；令第i(1《i《n) 组待评估对象的m个指标数据形成一个标准化向量为V= (V。V2.. .Vm_i，Vm)，由专家给出的 指标权重向量归一化后形成向量为W= (Wi,W2.. .Wm)，然后将指标向量V中的每个数值 与归一化的权重向量相乘，可W得到带权指标值P=VXW= (Pi,P2. . .Pm_l，Pm)。
[0020] 而且，所述步骤2并W带权指标为扇形半径绘制雷达图的方法为；W水平轴作为 第一指标的参考，然后依次W带权指标Pi作为扇形半径，W2 31/m为圆屯、角作出每个指标 的代表区域，绘制雷达图。
[0021] 而且，所述步骤3的具体方法为：根据得到的改进雷达图，提取每个对象的雷达图 面积和周长作为特征值，记为Ai、Li，其中，i=l，2,3...n为评价对象的个数，面积Ai为雷 达图中所有扇形面积之和，周长Li为所有扇形的弧长之和，计算公式如下：
[0022]
[0023] 根据特征向量构造评价向量V=[Vii,vj:
[0024]
[002引 V。,V。分别表不面积大小和相同面积下的周长与圆周长的比值，且 Vii，(0, 1];
[0026] 根据特征向量构造评价函数如下：
[0027]
。
[002引本发明的优点和积极效果是：
[0029] 本发明提出了一种基于改进雷达图的光伏并网发电系统稳态电能质量综合评估 方法，所采用的改进雷达图法形象直观，简单易操作，适用性强，其充分考察了专家意见和 所测光伏系统的指标数据，最终得到的评价结果具有唯一性，并给出光伏电能质量所属等 级，本发明对于维持电网电能质量，保护电力系统安全稳定可靠具有重要意义。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明中光伏电能质量评估的指标体系图；
[0031] 图2是本发明的实现流程图；
[0032] 图3是本发明的改进雷达图的结构示意图；
[0033] 图4是本发明实施样例样本中的第一组数据绘制的改进雷达图。
【具体实施方式】
[0034]W下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
[0035] -种光伏并网发电系统稳态电能质量综合评估方法，是基于图1所示的光伏电能 质量评估的指标体系实现的，该电能质量评估指标包括电压质量和频率质量，其中电压质 量包括=相电压不平衡、电压偏差、电压波动、电压闪变和谐波，频率质量包括频率偏差。 如图2所示，本发明的光伏并网发电系统稳态电能质量综合评估方法包括W下步骤：
[0036] 步骤1、运用统计学方法对连续测量所得的指标数据进行处理并标准化计算；
[0037] 在本步骤中，对指标数据进行标准化处理是采用统计学方法实现的。设电能 质量分析仪对光伏系统的m项指标经过n次测量，得到mXn个数据，其中每个数据用 Xu(l《i《n，1《j《m)来表示。由于不同指标量纲不同，为了消除不同指标之间的影 响，在评估前需要对数据进行标准化处理。对于数值越小越好的逆向指标，做如下标准化处 理：
[0038]
[003引式中，X。'表示进行标准化后得到的数据，X。表示测量方案所得的第i组数据中 第j个指标值，Xu表示第j个指标的最大值。
[0040] 类似的，对于数值越大越好的正向指标，处理方法如下：
[0041]
[0042] 步骤2、结合专家经验，对光伏系统指标进行主观赋权，然后将标准化后的数据线 性加权得到带权指标，并W带权指标为扇形半径绘制雷达图。
[0043] 在光伏电能评估体系中，由于其输出受自然条件和逆变时控制测量影响较大，因 此必须充分考虑多位专家意见，建立专家评价矩阵并检验一致性，最终得出各指标之间相 对权值。在本步骤中，需要对数据进行进行归一化处理。
[0044]
[0045] 在对光伏系统指标赋权后，对标准化的数据进行线性加权处理：雷达图法中由于 指标排序不同而造成评估结果不唯一的根本原因是在绘制雷达图时，顺序直线连接指标轴 上各点形成多边形。在构造评价函数时，由于不同指标排序而形成的多边形面积和周长不 相等，造成评估结果不一致。因此，本发明采用圆弧方式取代=角形区域，并根据所绘制雷 达图构造评价函数。由于权重表示的是指标值之间相对重要程度，因此，本发明采用线性加 权的方法，将指标值与相应的权重相乘，得到带权指标值。过程如下：
[0046] 按照步骤1所述标准化方法对初始测量数据进行处理后，令第i(l《i《n) 组待评估对象的m个指标数据形成一个标准化向量V=(Vi, V2.. .Vm_i, Vm)。假设在光伏 评估指标体系中，由专家给出的指标权重向量归一化后形成向量W= (W^W2. . . 。 然后将指标向量V中的每个数值与相应的权重相乘，可W得到带权指标值P=vXw= (P。P2. . .Pm-1,Pm)。
[0047] W水平轴作为第一指标的参考，然后取Pi长度，W231/m为圆