[发明专利]一种光伏发电多级联合状态评估系统及评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源发电技术中的光伏发电状态评估技术领域，具体涉及一种光伏发电多级联合状态评估系统及评估方法。

背景技术

状态估计是电力系统调度和运行控制的重要基础，已经成为能量管理系统的核心模块。预测系统未来一段时间可能的运行状态和变化趋势是状态估计的一项基本功能，能够为电力系统调度运行提供辅助决策。早期，利用固定参数模型难以满足系统负荷的动态特性描述的要求，状态预测性能和精度较低，导致状态预测的应用受到限制。随着超短期负荷预测技术发展和精度提升，将超短期负荷预测数据引入状态估计，状态预测精度大幅提高，其实用性也得到大幅提升。

传统电力系统状态估计中发电机节点和负荷节点状态的边界条件相对可控，是较为确定的。新能源发电并网会引入不确定性，当新能源发电渗透率还较低时，通常将新能源发电当做负负荷，视为PQ节点处理。然而，近年，国内新能源发电迅猛发展，截至2015年底，我国风力发电装机约1.29亿千瓦，光伏发电装机4318万千瓦，其中，在甘肃、新疆、内蒙古等部分省区，新能源发电渗透率已经超过30％，新能源发电的不确定性对电力系统安全稳定运行的影响已经显现，包括调峰调频难度增加、电压控制难度增大、电力系统安全稳定运行风险提升等。根据规划，至2020年，我国风力发电装机将达到2亿千瓦，光伏发电装机将达到1亿千瓦，上述问题将更加严峻。

新能源发电渗透率如此之高，传统状态估计的确定性边界条件将不再适用，极大制约了状态估计应用于含有大规模新能源并网的电力系统。因此，考虑新能源发电的不确定性，研究适应大规模新能源发电并网的电力系统状态估计模型及相应技术是亟需解决的重要问题。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种光伏发电多级联合状态评估系统及评估方法，本发明能够提高电网运行方式及发电计划制定的准确性，提升电网对光伏发电的消纳能力。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种光伏发电多级联合状态评估系统，其改进之处在于，所述评估系统包括依次连接的数据监测与采集模块、集中数据存储模块、历史数据挖掘模块、关键设备状态动态评估模块、光伏发电站实时状态估计模块、光伏发电站状态预测模块和调度中心全网状态估计模块，光伏发电站实时状态估计模块和光伏发电站状态预测模块均与调度中心全网状态估计模块连接。

进一步地，所述数据监测与采集模块采用数据采集与通讯终端实现；

在光伏电池组件装设传感器监测电池运行数据，同时装设数据采集与通讯终端，并将监测数据上传至集中数据存储模块；在光伏逆变器、汇流箱、无功补偿装置和升压变压器装设数据采集与通讯终端，并将监测数据上传至集中数据存储模块；在馈线开关及并网开关装设状态监测采集与通讯终端，并将开关状态上传至集中数据存储模块。

进一步地，所述集中数据存储模块包括数据库，其中数据库用于存储光伏电池组件测试与运行数据、光伏逆变器测试与运行数据、汇流箱运行数据、无功补偿装置运行数据、升压变运行数据和气象预测数据；

所述集中数据存储模块用于接收光伏发电站各设备运行数据采集与通讯终端上传的数据，分析不同设备运行数据结构，根据定义的数据结构，实现不同结构数据的结构统一；完成数据结构统一后，对不同设备采集的冗余数据进行识别，剔除冗余数据；设定异常识别判据，识别异常数据，并对异常数据进行补充与修复；将经过处理的数据按统一数据结构存入数据库中。

进一步地，所述历史数据挖掘模块，用于分析影响光伏电池组件、逆变器、汇流箱和无功补偿装置运行的关键因素，通过对光伏电池组件、逆变器、汇流箱和无功补偿装置的测试数据、历史运行数据进行数据挖掘，建立不同关键因素和光伏电池组件、逆变器、汇流箱和无功补偿装置运行特性的关联关系，建立特征库，并根据运行特性的特征和规律分类建模。

进一步地，所述的关键设备状态动态评估模块，用于基于历史数据挖掘模块生成的光伏电池组件、逆变器、汇流箱关键设备运行特性的规律及特征，通过实时提取不同设备关键特征匹配辅助识别设备运行状态。

进一步地，所述光伏发电站实时状态估计模块，包括光伏发电站信息集成模块和光伏发电站实时状态估计模块；

所述光伏发电站实时状态估计模块用于实现光伏发电站信息集成、光伏发电站实时状态估计、光伏发电站实时拓扑结构、参数估计和不良数据辨识及修复功能；

所述光伏发电站信息集成模块能够实现SCADA数据、PMU数据、测控保护数据、设备检修信息和设备运行特征信息的融合；