一种配电网分布式光伏承载力分析方法与流程

本发明涉及电气，更具体地说，它涉及一种配电网分布式光伏承载力分析方法。

背景技术：

1、分布式光伏是指利用分布式光伏发电系统将太阳能转化为电能的过程。分布式光伏发电系统通常由光伏电池板、逆变器、储能设备等组成，其具有节能环保、节约成本、提高能源安全性的问题；

2、随着分布式光伏装机容量不断增加，配电网面临着多重挑战：分布式光伏出力过大将导致配电网潮流返送、电压抬升甚至越限，严重影响配电网的安全运行以及用户可靠供电。此外，分布式光伏渗透率过高将导致弃光现象严重，造成较大的资源浪费。因此，有必要对配电网的分布式光伏承载能力进行分析和评估。

3、经检索，中国专利(公开号：cn115642597b)公开了一种分布式光伏承载力计算方法及装置，该专利包括：基于配电网接入分布式光伏的多个接入方案，设定各接入方案下的多个接入节点的仿真初值；其中，接入方案包括接入节点数目和接入节点位置；根据各接入方案下的多个接入节点的仿真初值，确定分布式光伏总容量经多次递增后的各接入方案的多个仿真实际值；基于各接入方案的多个仿真实际值，在配电网的线路载流量的约束条件下，计算各接入方案的分布式光伏最大承载力。

4、在现有技术中，传统的配电网分布式光伏承载力分析方法通常基于经验或简单的数学模型，各种影响因素的参与因子较小，导致分析和模型训练时，容易忽视相关参与因素，因此，本发明提出了一种配电网分布式光伏承载力分析方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种配电网分布式光伏承载力分析方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种配电网分布式光伏承载力分析方法，包括以下步骤：

3、步骤一：数据收集，建立数据库；

4、收集配电网的运行数据，包括单位时间内的电网容量、电网电压，并且基于数据库，获得单位时间内的配电网恒定容量、越线容量、恒定电压、越线电压、恒定负载和越线负载；

5、收集分布式光伏运行数据，包括单光伏组的单位发电量和单位电压，单位发电量和单位电压为指定单位时间内的单光伏组的发电量和电压；

6、步骤二：数据处理，对配电网的运行数据和分布式光伏的运行数据进行清洗、预处理和特征提取，将原始数据转化为可用于分析的配电网特征数据ⅰ和分布式光伏特征数据ⅱ；

7、其中特征数据y为单个区域内的单光伏组的特征数据ⅲ，特征数据ⅱ为n个特征数据ⅲ的数据合集；

8、单光伏组的特征数据ⅲ为发电量与天气、气温和海拔特征因素的特征匹配模型；

9、步骤三：模型构建，根据步骤二得到的特征数据建立配电网分布式光伏承载力分析模型；

10、步骤四：模型训练，持续设立模拟节点，对步骤三中的分析模型进行训练，优化分析模型的参数和结构，以提高分析模型的预测精度；

11、步骤五：将实时数据输入经步骤四训练后的分析模型中，得到配电网的分布式光伏承载力评估结果；

12、步骤六：将评估结果进行可视化输出，为电网调度和运维提供支持。

13、进一步的，步骤二中的数据清洗为去除无效和异常数据，并对缺失数据进行删除或填充；

14、无效和异常数据为供电异常和天气异常的单位时间内的数据；

15、供电异常为该单位时间内出现断电或供电需求暴涨，导致短时间内出现电力需求波动过大，并且波动超过预设的波动阈值；

16、天气异常为单位时间处于自然灾害时期，导致分布式光伏不能正常工作，该单位时间内的发电量和电压与正常工作时发电量和电压差异超过预设的差异阈值。

17、进一步的，恒定电网容量为hd＝dd+(dh-dd)×α，其中dd为数据库中电网容量在单位时间内的最小值，dh为电网容量在单位时间内最大值，α为固定系数；

18、越线容量为i为数据库中包括对应单位时间的周期数，di为对应周期内的电网容量；

19、单位时间内的电网总容量设定为恒定电网容量与越线容量之和。

20、进一步的，特征匹配模型为其中，z、γ和β为常数，t为光照时间，s根据单位时间内的天气状况进行赋值，其在阴天、多云和晴天时的赋值各不相同；

21、h为实际温度超过温度阈值的差异，在实际温度未超过温度阈值时，h的取值为1；

22、w的数值随海拔的提高而提高，且w的最小值为1。

23、进一步的，所述步骤四中的训练方法，包括以下步骤：

24、s1：拟设单位时间内的天气和温度信息，并且建立不同海拔的地形位置；

25、s2：将单光伏组分布至不同的位置上，并在数据库中匹配相对应的分布式光伏运行数据；

26、s3：将光伏运行数据与对应区域的配电网运行数据进行匹配，得到模拟配电网承载力；

27、s3：将模拟配电网承载力与配电网在各个周期性内同一单位时间内的历史电网承载力进行对比；

28、s4：建立评判比值，若模拟配电网承载力超过多个历史电网承载力的e％，则该次模拟的分布式光伏承载力判定为不合格。

29、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

30、本发明相较于现有技术，其将影响光伏发电的因素进行具象化，以将其最大化的参与进分析和模型的训练中，从而可以提高模型和分析的准确度；

31、并且，在收集数据时，本发明将波动过大的相关运行数据进行去除，降低特殊事件和事件对数据库的影响，从而进一步的提高模型训练和分析的准确度；

32、另一方面，本发明在训练模型时，通过预设不同的相关因素，以模拟分布式光伏在不同条件下的发电能力，并且将不同条件下的发电量与单位时间内的配电网数据进行结合，从而可以快速进行模型训练和评估。

技术特征：

1.一种配电网分布式光伏承载力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种配电网分布式光伏承载力分析方法，其特征在于，步骤二中的数据清洗为去除无效和异常数据，并对缺失数据进行删除或填充；

3.根据权利要求1所述的一种配电网分布式光伏承载力分析方法，其特征在于，恒定电网容量为，其中为数据库中电网容量在单位时间内的最小值，为电网容量在单位时间内最大值，α为固定系数。

4.根据权利要求3所述的一种配电网分布式光伏承载力分析方法，其特征在于，越线容量为，i为数据库中包括对应单位时间的周期数；

5.根据权利要求1所述的一种配电网分布式光伏承载力分析方法，其特征在于，特征匹配模型为，其中，z、γ和β为常数，t为光照时间，h为实际温度超过温度阈值的差异，在实际温度未超过温度阈值时，h的取值为1；

6.根据权利要求5所述的一种配电网分布式光伏承载力分析方法，其特征在于，s根据单位时间内的天气状况进行赋值，其在阴天、多云和晴天时的赋值各不相同。

7.根据权利要求1所述的一种配电网分布式光伏承载力分析方法，其特征在于，所述步骤四中的训练方法，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种配电网分布式光伏承载力分析方法，涉及电气技术领域，包括以下步骤：步骤一：建立数据库，对配电网的运行数据和分布式光伏运行数据进行收集；步骤二：对配电网的运行数据和分布式光伏运行数据进行清洗、预处理和特征提取；步骤三：模型构建，根据步骤二得到的特征数据建立配电网分布式光伏承载力分析模型；步骤四：模型训练，持续设立模拟节点，对步骤三中的分析模型进行训练；步骤五：将实时数据输入经步骤四训练后的分析模型中，评估结果；步骤六：将评估结果进行可视化输出。本发明将影响光伏发电的因素进行具象化，以将其最大化的参与进分析和模型的训练中，从而可以提高模型和分析的准确度。

技术研发人员：石智珩,肖春,姚俊峰,曹琼,张娟,郝俊博,闫美凤,张鑫,赵杰,赵清英,王璐,李正仁,梁中豪,王生晖,裴红兰,王帅斌,赵盈鑫,朱志瑾,王锐,马容婷,郑致晶,彭军,王穆青,贾杏平,姚晓明
受保护的技术使用者：国网山西省电力公司营销服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16