[发明专利]一种光伏发电系统并网性能评估方法和装置

权利要求书

1.一种光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，所述方法包括：

确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式；

对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理；

根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵；

根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估；

所述光伏发电系统并网性能评估指标包括电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标；

所述电网适应性评估指标包括电压适应性评估指标、电能质量适应性评估指标和频率适应性评估指标；

所述电能质量评估指标包括三相电流不平衡度评估指标、闪变评估指标、谐波分量评估指标、总谐波畸变率评估指标和直流分量评估指标；

所述安全与保护评估指标包括低/高电压保护评估指标、频率保护评估指标、逆功率保护评估指标、防孤岛保护评估指标和接地保护评估指标；

所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：

对电能质量评估数据中的三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量分别进行归一化处理，具体有：

1)设经过归一化处理后的三相电流不平衡度为有：

其中，I_unb表示三相电流不平衡度，I_{unb_lim}表示三相电流不平衡度限值；

2)设经过归一化处理的闪变为P^*，有：

其中，P_st^*表示经过归一化处理的短时闪变，P_lt^*表示经过归一化处理的长时闪变；P_st^*和P_lt^*分别表示为：

其中，P_st表示短时闪变，P_lt表示长时闪变，P_{st_lim}表示短时闪变限值，P_{lt_lim}表示长时闪变限值；

3)设经过归一化处理的谐波分量为有：

其中，表示经过归一化处理的d次谐波分量，d＝1,2,...,D，D表示谐波总次数，其表示为：

其中，d表示谐波次数，I_hd表示d次谐波分量，I_{hd_lim}表示d次谐波分量限值；

4)设经过归一化处理的总谐波畸变率为THDi^*，有：

其中，THDi表示总谐波畸变率，THDi_{_lim}表示总谐波畸变率限值；

5)设经过归一化处理的直流分量为I_dc^*，有：

其中，I_dc表示直流分量，I_{dc_lim}表示直流分量限值；

所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：

对安全与保护评估数据中的低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据分别进行归一化处理，具体有：

1)对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据进行归一化处理：

若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据任一不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据均满足标准规定，分别对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据的逆变器保护时间进行归一化处理，有：

1-1)设经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间为其表示为：

其中，表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，k＝1,2,…,K，K表示逆变器型号总数；表示为：

其中，表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况n下逆变器保护时间，n＝1,2,…,N，N表示低/高电压保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；表示为：

其中，t_Vn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，T_Vn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；

1-2)设经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间为其表示为：

其中，表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，表示为：

其中，表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况m下逆变器保护时间，m＝1,2,…,M，M表示频率保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；表示为：

其中，t_Fm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，T_Fm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；

1-3)设经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间为其表示为：

其中，表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间，表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，表示为：

其中，t_kP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，T_kP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间限值；

2)对防孤岛保护评估数据进行归一化处理：

若防孤岛保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若防孤岛保护评估数据满足标准规定，对光伏发电系统的防孤岛保护时间进行归一化处理，有：

其中，表示经过归一化处理的光伏发电系统的防孤岛保护时间，t_island表示光伏发电系统的防孤岛保护时间，t_{island_lim}表示光伏发电系统的防孤岛保护时间限值；

3)对接地保护评估数据进行归一化处理：

若接地保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若接地保护评估数据满足标准规定，对接地电阻的电阻值进行归一化处理，有：

其中，R^*表示经过归一化处理的接地电阻的电阻值，表示经过归一化处理的第l个接地电阻的电阻值，l＝1,2,...,L，L表示接地电阻总个数，表示为：

其中，R_l表示第l个接地电阻的电阻值，R_lim表示接地电阻的电阻值限值；

所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵包括：

根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R₁、电能质量评估指标的隶属度矩阵R₂以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R₃；

分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ₁、电能质量评估指标的权重矩阵ξ₂以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ₃；

分别将R₁与ξ₁、R₂与ξ₂、R₃与ξ₃相乘，得到光伏发电系统并网性能隶属度矩阵R，其表示为R＝[ξ₁*R₁ξ₂*R₂ξ₃*R₃]^T，T表示转置；

所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R₁、电能质量评估指标的隶属度矩阵R₂以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R₃包括：

设光伏发电系统并网性能评估结果有s个，评估结果组成评估集；利用模糊推理法针对s个光伏发电系统并网性能评估结果分别建立隶属度函数f_s(x)，其中0≤f_s(x)≤1，x为经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，于是R₁有3行、s列，R₂和R₃均为5行、s列，分别表示为：

其中，表示三相电流不平衡度隶属度函数值，f_s(P^*)表示闪变隶属度函数值，表示谐波分量隶属度函数值，f_s(THDi^*)表示总谐波畸变率隶属度函数值，表示直流分量隶属度函数值，表示低/高压保护隶属度函数值，表示频率保护隶属度函数值，表示逆功率保护隶属度函数值，表示防孤岛保护隶属度函数值，f_s(R^*)表示接地保护隶属度函数值。