[发明专利]一种基于电网结构和气象特征的分布式光伏升尺度虚拟等效电站定义方法

说明书

本发明提供一种基于电网结构和气象特征的分布式光伏升尺度虚拟等效电站定义方法，包括以下步骤：步骤(1).基于电网结构的拓扑分区：步骤(2).基于气象特征的聚合分组：步骤(3).基于升尺度的聚合等效：针对分布式光伏聚合分组结果，通过升尺度等效方法，将分布式光伏各站点的气象数据等效为该虚拟电站的气象数据。其中等效方法为各站点的气象数据按照各站点的装机容量进行加权平均。本发明可有效掌握分布式光伏的出力特性，可降低电网面对大量分布式光伏的调控复杂性，改变电网面对大量分布式光伏缺失有效的调控管理手段的状态，将分布式光伏纳入电网统一调度管理。

技术领域

本发明涉及分布式光伏虚拟等效技术领域，具体为一种基于电网结构和气象特征的分布式光伏升尺度虚拟等效电站定义方法。

背景技术

分布式光伏是指在中低压侧接入电网的太阳能光伏发电系统，其特点是出力具有不确定性，且分布广、数量多，这些特点对传统电网管理带来了新的挑战，危及电网安全运行。对于分布式光伏对配电网安全运行带来的影响问题，目前普遍提出采用微电网技术来解决，即将分布式光伏及本地负荷和其它分布式电源共同组成可独立运行也可联网运行的小型自治电力系统，通过微电网内源网荷的协调运行，消除分布式光伏出力波动性对配电网安全运行的影响。但是这依然不可解决分布式光伏分布广且数量多的问题，大量的分散的微电网在接入配电网后，配电网对大量分散的微电网的运行控制仍是一大技术难点。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于电网结构和气象特征的分布式光伏升尺度虚拟等效电站定义方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于电网结构和气象特征的分布式光伏升尺度虚拟等效电站定义方法，包括以下步骤：

步骤(1).基于电网结构的拓扑分区：以供电分区为单位，对分布式光伏进行聚合，将接入同一个供电分区的分布式光伏统一聚合为一个聚合体，分布式光伏接入对电网的影响受到电网结构的直接约束，对于不同供电分区的分布式光伏，互相之间不存在安全影响；

步骤(2).基于气象特征的聚合分组：利用分布式光伏站的气象数据，根据各个站点之间的气象特征对分布式光伏进行聚合分组，其中分布式光伏参与电网调度管理的业务需求主要包括日前发电计划和实时调度，而分布式光伏站之间的气象特征包括相似性、时间维度的互补性、空间维度的互补性；

步骤(3).基于升尺度的聚合等效：针对分布式光伏聚合分组结果，通过升尺度等效方法，将分布式光伏各站点的气象数据等效为该虚拟电站的气象数据。其中等效方法为各站点的气象数据按照各站点的装机容量进行加权平均。同时虚拟电站内分布式光伏各站点的出力数据之和即为该虚拟电站的出力数据。

所述步骤(2)中日前发电计划包括据分布式光伏的出力相似性对分布式光伏进行聚合分组，即将次日气象预测曲线一致的分布式光伏站聚合为一个发电计划分组。

所述步骤(2)中日前发电计划中两个站点的气象预测曲线的一致性通过曲线的L2范数距离来表征；在基于出力相似性聚合分组基础上，根据分布式光伏电站之间的历史出力数据，挖掘云层移动轨迹对分布式光伏电站出力的时序影响，发现分布式光伏电站出力在时间序列上的互补性，即时移性，从而使得在一日时间范围内，这些分布式光伏的虚拟等效电站具有较为平稳的出力曲线，降低出力波动和峰谷差。

所述步骤(2)中日前发电计划中分布式光伏出力之间的时移性通过频谱图来表征，即将分布式光伏出力的时序曲线通过傅里叶变换得到其频谱，将频谱图一致的分布式光伏聚合为时移性分组；因此，对于分布式光伏参与电网调度的日前发电计划制订需求，可将分布式光伏按照其出力相似性和时移性进行聚合分组。

所述步骤(2)中实时调度根据电网实时削峰或调频的需求，确定各个电源的实时出力，在实时阶段需要削峰或者调节频率偏差时，电网调度根据实时功率调节需求，按照分布式光伏的出力相似性或空间互补性进行聚合，实现对具有相同出力或互补出力的分布式光伏进行群控群调。