一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電電能質(zhì)量綜合評(píng)估領(lǐng)域，具體設(shè)及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式能源接入電網(wǎng)后，在改變電網(wǎng)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流分布的基礎(chǔ)上，還會(huì) 引起當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)電能質(zhì)量問題，引起諸如頻率偏差、電壓波動(dòng)、諧波崎變等危害。電網(wǎng)電能質(zhì) 量的下降會(huì)危及電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003] 太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為新能源發(fā)展的重要途徑，我國(guó)已經(jīng)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)電 能質(zhì)量各指標(biāo)（包括頻率偏差、電壓波動(dòng)、電壓偏差、電壓閃變、=相不平衡度、諧波崎變 等）做出了規(guī)定，但是單項(xiàng)指標(biāo)合格與否并不能整體反映電能質(zhì)量的好壞。在光伏電能并 網(wǎng)之前，必須對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)估，電能質(zhì)量綜合評(píng)估不僅是電力市場(chǎng)環(huán)境下確定電價(jià)的基 礎(chǔ)，而且可W為相關(guān)部口綜合電能治理提供一定的指導(dǎo)。因此，迫切需要一種有效地對(duì)光伏 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì) 量綜合評(píng)估方法，解決光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)前對(duì)其穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量有效進(jìn)行評(píng)估并確定其所屬 等級(jí)的問題。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法，包括W下步驟：
[0007] 步驟1、運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)連續(xù)測(cè)量所得的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算；
[0008] 步驟2、結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，對(duì)光伏系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行主觀賦權(quán)，然后將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)線 性加權(quán)得到帶權(quán)指標(biāo)，并W帶權(quán)指標(biāo)為扇形半徑繪制雷達(dá)圖；
[0009] 步驟3、根據(jù)得到的雷達(dá)圖，計(jì)算指標(biāo)區(qū)域特征值，構(gòu)造評(píng)價(jià)函數(shù)；
[0010] 步驟4、結(jié)合評(píng)價(jià)函數(shù)給出待評(píng)估光伏系統(tǒng)的評(píng)估等級(jí)。
[0011] 而且，所述步驟1的具體處理方法為；采用電能質(zhì)量分析儀對(duì)光伏系統(tǒng)的m項(xiàng)指標(biāo) 經(jīng)過(guò)n次測(cè)量，得到mXn個(gè)數(shù)據(jù)，其中每個(gè)數(shù)據(jù)用Xu(l《i《n，1《j《m)來(lái)表示，對(duì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；對(duì)于逆向指標(biāo)，做如下標(biāo)準(zhǔn)化處理：
[0012]
[0013] 對(duì)于正向指標(biāo)，作如下標(biāo)準(zhǔn)化處理：
[0014]
[001引式中，X。.'表示進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后得到的數(shù)據(jù)，X。表示測(cè)量方案所得的第i組數(shù)據(jù)中 第j個(gè)指標(biāo)值，Xu表示第j個(gè)指標(biāo)的最大值。
[0016] 而且，所述步驟2對(duì)光伏系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行主觀賦權(quán)采用如下方式進(jìn)行處理：
[0017]
[001引式中，Wi為歸一化的權(quán)重向量。
[0019] 而且，所述步驟2對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性加權(quán)處理的方法為；令第i(1《i《n) 組待評(píng)估對(duì)象的m個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化向量為V= (V。V2.. .Vm_i，Vm)，由專家給出的 指標(biāo)權(quán)重向量歸一化后形成向量為W= (Wi,W2.. .Wm)，然后將指標(biāo)向量V中的每個(gè)數(shù)值 與歸一化的權(quán)重向量相乘，可W得到帶權(quán)指標(biāo)值P=VXW= (Pi,P2. . .Pm_l，Pm)。
[0020] 而且，所述步驟2并W帶權(quán)指標(biāo)為扇形半徑繪制雷達(dá)圖的方法為；W水平軸作為 第一指標(biāo)的參考，然后依次W帶權(quán)指標(biāo)Pi作為扇形半徑，W2 31/m為圓屯、角作出每個(gè)指標(biāo) 的代表區(qū)域，繪制雷達(dá)圖。
[0021] 而且，所述步驟3的具體方法為：根據(jù)得到的改進(jìn)雷達(dá)圖，提取每個(gè)對(duì)象的雷達(dá)圖 面積和周長(zhǎng)作為特征值，記為Ai、Li，其中，i=l，2,3...n為評(píng)價(jià)對(duì)象的個(gè)數(shù)，面積Ai為雷 達(dá)圖中所有扇形面積之和，周長(zhǎng)Li為所有扇形的弧長(zhǎng)之和，計(jì)算公式如下：
[0022]
[0023] 根據(jù)特征向量構(gòu)造評(píng)價(jià)向量V=[Vii,vj:
[0024]
[002引 V。,V。分別表不面積大小和相同面積下的周長(zhǎng)與圓周長(zhǎng)的比值，且 Vii，(0, 1];
[0026] 根據(jù)特征向量構(gòu)造評(píng)價(jià)函數(shù)如下：
[0027]
。
[002引本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0029] 本發(fā)明提出了一種基于改進(jìn)雷達(dá)圖的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量綜合評(píng)估 方法，所采用的改進(jìn)雷達(dá)圖法形象直觀，簡(jiǎn)單易操作，適用性強(qiáng)，其充分考察了專家意見和 所測(cè)光伏系統(tǒng)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，最終得到的評(píng)價(jià)結(jié)果具有唯一性，并給出光伏電能質(zhì)量所屬等 級(jí)，本發(fā)明對(duì)于維持電網(wǎng)電能質(zhì)量，保護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本發(fā)明中光伏電能質(zhì)量評(píng)估的指標(biāo)體系圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明的改進(jìn)雷達(dá)圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4是本發(fā)明實(shí)施樣例樣本中的第一組數(shù)據(jù)繪制的改進(jìn)雷達(dá)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：
[0035] -種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法，是基于圖1所示的光伏電能 質(zhì)量評(píng)估的指標(biāo)體系實(shí)現(xiàn)的，該電能質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)包括電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量，其中電壓質(zhì) 量包括=相電壓不平衡、電壓偏差、電壓波動(dòng)、電壓閃變和諧波，頻率質(zhì)量包括頻率偏差。 如圖2所示，本發(fā)明的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法包括W下步驟：
[0036] 步驟1、運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)連續(xù)測(cè)量所得的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算；
[0037] 在本步驟中，對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理是采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)的。設(shè)電能 質(zhì)量分析儀對(duì)光伏系統(tǒng)的m項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)過(guò)n次測(cè)量，得到mXn個(gè)數(shù)據(jù)，其中每個(gè)數(shù)據(jù)用 Xu(l《i《n，1《j《m)來(lái)表示。由于不同指標(biāo)量綱不同，為了消除不同指標(biāo)之間的影 響，在評(píng)估前需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對(duì)于數(shù)值越小越好的逆向指標(biāo)，做如下標(biāo)準(zhǔn)化處 理：
[0038]
[003引式中，X。'表示進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后得到的數(shù)據(jù)，X。表示測(cè)量方案所得的第i組數(shù)據(jù)中 第j個(gè)指標(biāo)值，Xu表示第j個(gè)指標(biāo)的最大值。
[0040] 類似的，對(duì)于數(shù)值越大越好的正向指標(biāo)，處理方法如下：
[0041]
[0042] 步驟2、結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，對(duì)光伏系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行主觀賦權(quán)，然后將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)線 性加權(quán)得到帶權(quán)指標(biāo)，并W帶權(quán)指標(biāo)為扇形半徑繪制雷達(dá)圖。
[0043] 在光伏電能評(píng)估體系中，由于其輸出受自然條件和逆變時(shí)控制測(cè)量影響較大，因 此必須充分考慮多位專家意見，建立專家評(píng)價(jià)矩陣并檢驗(yàn)一致性，最終得出各指標(biāo)之間相 對(duì)權(quán)值。在本步驟中，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行歸一化處理。
[0044]
[0045] 在對(duì)光伏系統(tǒng)指標(biāo)賦權(quán)后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性加權(quán)處理：雷達(dá)圖法中由于 指標(biāo)排序不同而造成評(píng)估結(jié)果不唯一的根本原因是在繪制雷達(dá)圖時(shí)，順序直線連接指標(biāo)軸 上各點(diǎn)形成多邊形。在構(gòu)造評(píng)價(jià)函數(shù)時(shí)，由于不同指標(biāo)排序而形成的多邊形面積和周長(zhǎng)不 相等，造成評(píng)估結(jié)果不一致。因此，本發(fā)明采用圓弧方式取代=角形區(qū)域，并根據(jù)所繪制雷 達(dá)圖構(gòu)造評(píng)價(jià)函數(shù)。由于權(quán)重表示的是指標(biāo)值之間相對(duì)重要程度，因此，本發(fā)明采用線性加 權(quán)的方法，將指標(biāo)值與相應(yīng)的權(quán)重相乘，得到帶權(quán)指標(biāo)值。過(guò)程如下：
[0046] 按照步驟1所述標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)初始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，令第i(l《i《n) 組待評(píng)估對(duì)象的m個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化向量V=(Vi, V2.. .Vm_i, Vm)。假設(shè)在光伏 評(píng)估指標(biāo)體系中，由專家給出的指標(biāo)權(quán)重向量歸一化后形成向量W= (W^W2. . . 。 然后將指標(biāo)向量V中的每個(gè)數(shù)值與相應(yīng)的權(quán)重相乘，可W得到帶權(quán)指標(biāo)值P=vXw= (P。P2. . .Pm-1,Pm)。
[0047] W水平軸作為第一指標(biāo)的參考，然后取Pi長(zhǎng)度，W231/m為圓