分布式光伏电站发电特性的评估方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种分布式光伏电站发电特性的评估方法、装置及系统，涉及光伏发电技术领域，本发明专利技术提供的方法，能够对预设区域内所有的分布式光伏电站的历史数据进行聚合处理，并提取气象特征因子，基于气象特征因子划分历史时间段内每天的天气类型，根据天气类型将聚合历史数据划分为每个天气类型对应的数据组，以便预设区域内的分布式光伏电站在时域和频域下的出力特性进行评估，在评估过程中联合了功率概率密度分布和功率谱密度图的情况，实现了对分布式光伏电站的出力特性进行评估，有效填补了对分布式光伏电站的出力特性的研究和分析领域的空白，对支撑光伏资源的开发和电网优化调度均具有重要意义。优化调度均具有重要意义。优化调度均具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
分布式光伏电站发电特性的评估方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及光伏发电的
，尤其是涉及一种分布式光伏电站发电特性的评估方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]随着全球化能源的紧缺，清洁、可再生、蕴藏量大的太阳能继风能以后逐渐进入大家的视线。光伏发电是最具可持续发展的可再生能源技术之一，面向新型电力系统发展方向，需要进一步扩大光伏装机规模，提高发电效率，降低发电成本；同时，还需要提高电能质量，实现光伏发电与新型电力系统的并网运行。
[0003]与此同时，分布式光伏发电由于具有因地制宜、清洁高效等特点，引起研究人员的广泛关注。太阳能光伏发电被太阳能辐射强度所影响，导致光伏发电输出功率具有强波动性的特点；光伏发电输出功率还会受到天气、温度、季节等因素的影响，而这势必会给大规模分布式光伏电站的集中并网带来困难。面对这种情况，电网往往会采取拉闸限电等措施来保障稳定性和安全性，但这大大损害了分布式光伏电站的经济收益，也不利于清洁能源的发展。因此，对分布式光伏发电站出力特性以及聚合特性的研究具有重要意义。
[0004]目前，对光伏发电的研究主要集中于分布式光伏电站输出功率特性的预测上，以便为大规模分布式光伏电站的集中并网提供理论依据。但是，现有的预测方式通常只适用于进行短期或者超短期的光伏发电功率预测，缺乏对于分布式光伏电站的出力特性的研究和分析。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种分布式光伏电站发电特性的评估方法、装置及系统，以缓解上述技术问题。r/>[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种分布式光伏电站发电特性的评估方法，该方法包括：获取预设区域所有的分布式光伏电站的历史数据，其中，所述历史数据包括预设的历史时间段内每天的天气指标和所述天气指标对应的所述分布式光伏电站的输出功率，且，所述天气指标包括多个气象因子；将获取的所述分布式光伏电站的历史数据进行聚合处理，生成所述预设区域内所有所述分布式光伏电站的聚合历史数据；提取多个所述气象因子中包含的气象特征因子，基于所述气象特征因子划分所述聚合历史数据中在所述历史时间段内每天的天气类型；将所述历史时间段内每天的聚合历史数据划分为每个所述天气类型对应的数据组；通过非参数核密度估计算法对所述数据组中的聚合历史数据进行统计分析，生成预设区域内所述分布式光伏电站在时域下的功率概率密度分布；基于所述功率概率密度分布，并通过联合概率分布在时域下分析以下特性至少之一：分析所述气象因子与预设区域内所述分布式光伏电站出力之间的关系、分析所述预设区域内不同的所述分布式光伏电站之间的出力关系，以及单个所述分布式光伏电站与预设区域内所有的所述分布式光伏电站的总出力之间的关系；基于所述数据组通过功率谱密度算法生成预设区域内所
述分布式光伏电站在频域下的功率谱密度图，采用预设的经验模式分解算法从所述功率谱密度图中提取预设的频率成分，通过所述频率成分在频域下对预设区域内所述分布式光伏电站的出力特征进行评估。
[0007]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：获取预设区域内所有的所述分布式光伏电站在预设的所述历史时间段内的原始数据；所述原始数据包括预设的历史时间段内每天的天气指标和所述天气指标对应的所述分布式光伏电站的输出功率；所述天气指标包括以下维度的气象因子至少之一：太阳能辐射强度、风向、温度、湿度和气压；对所述原始数据进行预处理，生成预处理数据；对所述预处理数据的所述天气指标进行归一化处理，将多个所述天气指标归一化到预设维度下；将归一化处理之后的数据确定为所述预设区域内所有的所述分布式光伏电站在预设的所述历史时间段内的历史数据。
[0008]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述提取多个所述气象因子中包含的气象特征因子的步骤，包括：以每个气象因子为自变量，所述输出功率为因变量，使用预先设置的通径算法计算每个所述气象因子对所述分布式光伏电站的光伏出力的影响系数；提取所述影响系数大于预设阈值时对应的所述气象因子为气象特征因子；或者，按照所述影响系数从大到小进行排序，选取所述影响系数最大的预设数量的气象因子确定为所述气象特征因子。
[0009]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，获取预设区域所有的分布式光伏电站的历史数据之后，所述方法还包括：将单个所述分布式光伏电站的历史数据划分为每个所述天气类型对应的单个所述分布式光伏电站的数据组；基于单个所述分布式光伏电站的数据组通过所述非参数核密度估计算法进行统计分析，生成单个述分布式光伏电站在时域下的功率概率密度分布；以及，通过功率谱密度算法生成单个所述分布式光伏电站在频域下的功率谱密度图。
[0010]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述通过非参数核密度估计算法对所述数据组中的聚合历史数据进行统计分析，生成预设区域内所述分布式光伏电站在时域下的功率概率密度分布的步骤，包括：从每个所述天气类型对应的数据组中选取预设天数的多组数据；对于每组数据，按照预设的采样间隔进行采样，得到每组数据对应的采样数据；对所述采样数据进行非参数核密度估计分析，生成不同所述天气类型对应的非参数核函数拟合曲线，所述非参数核函数拟合曲线用于表征不同所述天气类型下，所述预设区域内的所述分布式光伏电站的输出功率的概率分布；其中，所述概率分布对应的的评估指标包括以下指标至少之一：残差平方、相关系数。
[0011]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述基于所述数据组通过功率谱密度算法生成预设区域内所述分布式光伏电站在频域下的功率谱密度图的步骤，包括：
[0012]从每个所述天气类型对应的数据组中选取预设天数的多组数据；在所述多组数据中，提取每个所述天气类型对应的所述输出功率；根据所述输出功率对所述多组数据进行功率谱密度分析，生成每个所述天气类型对应的功率谱密度图，其中，所述功率谱密度图对应的评估指标还包括以下指标至少之一：功率标准差、平滑度。
[0013]第二方面，本专利技术实施例还提供一种分布式光伏电站发电特性的评估装置，所述
装置包括：获取模块，用于获取预设区域所有的分布式光伏电站的历史数据，其中，所述历史数据包括预设的历史时间段内每天的天气指标和所述天气指标对应的所述分布式光伏电站的输出功率，且，所述天气指标包括多个气象因子；数据处理模块，用于将获取的所述分布式光伏电站的历史数据进行聚合处理，生成所述预设区域内所有所述分布式光伏电站的聚合历史数据；提取模块，用于提取多个所述气象因子中包含的气象特征因子，基于所述气象特征因子划分所述聚合历史数据中在所述历史时间段内每天的天气类型；划分模块，用于将所述历史时间段内每天的聚合历史数据划分为每个所述天气类型对应的数据组；统计模块，用于通过非参数核密度估计算法对所述数据组中的聚合历史数据进行统计分析，生成预设区域内所述分布式光伏电站在时域下的功率概率密度分布；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏电站发电特性的评估方法，其特征在于，所述方法包括：获取预设区域所有的分布式光伏电站的历史数据，其中，所述历史数据包括预设的历史时间段内每天的天气指标和所述天气指标对应的所述分布式光伏电站的输出功率，且，所述天气指标包括多个气象因子；将获取的所述分布式光伏电站的历史数据进行聚合处理，生成所述预设区域内所有所述分布式光伏电站的聚合历史数据；提取多个所述气象因子中包含的气象特征因子，基于所述气象特征因子划分所述聚合历史数据中在所述历史时间段内每天的天气类型；将所述历史时间段内每天的聚合历史数据划分为每个所述天气类型对应的数据组；通过非参数核密度估计算法对所述数据组中的聚合历史数据进行统计分析，生成预设区域内所述分布式光伏电站在时域下的功率概率密度分布；基于所述功率概率密度分布，并通过联合概率分布在时域下分析以下特性至少之一：分析所述气象因子与预设区域内所述分布式光伏电站出力之间的关系、分析所述预设区域内不同的所述分布式光伏电站之间的出力关系，以及单个所述分布式光伏电站与预设区域内所有的所述分布式光伏电站的总出力之间的关系；基于所述数据组通过功率谱密度算法生成预设区域内所述分布式光伏电站在频域下的功率谱密度图，采用预设的经验模式分解算法从所述功率谱密度图中提取预设的频率成分，通过所述频率成分在频域下对预设区域内所述分布式光伏电站的出力特征进行评估。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取预设区域内所有的所述分布式光伏电站在预设的所述历史时间段内的原始数据；所述原始数据包括预设的历史时间段内每天的天气指标和所述天气指标对应的所述分布式光伏电站的输出功率；所述天气指标包括以下维度的气象因子至少之一：太阳能辐射强度、风向、温度、湿度和气压；对所述原始数据进行预处理，生成预处理数据；对所述预处理数据的所述天气指标进行归一化处理，将多个所述天气指标归一化到预设维度下；将归一化处理之后的数据确定为所述预设区域内所有的所述分布式光伏电站在预设的所述历史时间段内的历史数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提取多个所述气象因子中包含的气象特征因子的步骤，包括：以每个气象因子为自变量，所述输出功率为因变量，使用预先设置的通径算法计算每个所述气象因子对所述分布式光伏电站的光伏出力的影响系数；提取所述影响系数大于预设阈值时对应的所述气象因子为气象特征因子；或者，按照所述影响系数从大到小进行排序，选取所述影响系数最大的预设数量的气象因子确定为所述气象特征因子。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取预设区域所有的分布式光伏电站的历史数据之后，所述方法还包括：将单个所述分布式光伏电站的历史数据划分为每个所述天气类型对应的单个所述分布式光伏电站的数据组；
基于单个所述分布式光伏电站的数据组通过所述非参数核密度估计算法进行统计分析，生成单个所述分布式光伏电站在时域下的功率概率密度分布；以及，通过功率谱密度算法生成单个所述分布式光伏电站在频域下的功率谱密度图。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过非参数核密度估计算法对所述数据组中的聚合历史数据进行统计分析，生成预设区域内所述分布式光伏电站在时域下的功率概率密度分布的步骤，包括：从每个所述天气类型对应的数据组中选取预设天数的多组数据；对于每组数据，按照预设的采样间隔进行采样，得到每组数据对应的采样数据；对所述采...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡阳，王佳昕，倪凤煜，房方，郝雨辰，李倩，张效宁，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：