一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法

摘要

本发明提供了一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，通过建立多光伏区域电网电压稳定性裕度演化系统的时间序列，对时间序列测量数据进行非线性单纯体法处理，对顶点的目标函数值进行反射运算，进而进行多光伏区域电网电压稳定性裕度预测计算，得到多光伏区域电网电压稳定性裕度预测值。该方法能够根据监测参数对区域电网光伏电压稳定性裕度进行预测计算，根据计算结果实时地对电压水平进行控制，能够有效避免各个光伏之间电压水平不平衡现象，显著提高区域电力系统可靠性与经济性。

权利要求

1.一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立多光伏区域电网电压稳定性裕度演化系统的时间序列：在固定时间间隔对光伏电压、污秽沉降量、风速进行测量，将光伏电压的测量值与历史测量最小值之差除以区域电网电压最大值与最小值之差作为光伏电压指数，即：则，在一系列时刻t1，t2，…，tn，得到光伏电压指数s1、污秽沉降量s2、风速s3的时间序列，其中n为自然数，n＝1，2，…，步骤2：多光伏区域电网状态时间序列测量数据的非线性单纯体法处理：步骤2.1建立优化目标函数：

式中uxi(i＝1，2，...，k3n)为k3n个优化变量；

步骤2.2：构建多光伏区域电网电压稳定性裕度演化系统的m维相空间：设AP1，AP2，...APm，APm+1是多光伏区域电网电压稳定性裕度相空间的m+1个顶点，OF1，OF2，...OFm，OFm+1是这些顶点的目标函数值，用Ph来记录最大值的下标，则最大值为OFPh＝max(OFi)，用Pl来记录最小值的下标，则最小值为OFPl＝min(OFi)， 为除了最大值顶点之外所有顶点的重心，步骤3：对顶点目标函数值进行反射运算：

式中AP*为新产生的顶点；α为反射系数，0＜α＜1，通过反射运算，实现了最大值顶点向重心相反方向的运动；

步骤4：根据相空间特征量进行多光伏区域电网电压稳定性裕度预测计算：对目标函数为yPRE＝minfOBJ(uxi)+gOBJ(uxi)+rOBJ(uxi)进行求解，惩罚函数约束函数 则解得的yPRE值即为多光伏区域电网电压稳定性裕度预测值。

2.根据权利要求1所述的多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，其特征在于，步骤

3中，α的取值大小，直接决定了反射距离的远近，针对多光伏区域电网电压稳定性裕度相空间，取0.55≤α≤0.83，可以使得初始粒子广泛的分布在可行空间。

3.根据权利要求1所述的多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，其特征在于，步骤

3中，若反射运算后，得到的新顶点目标函数值OF*介于OFPh和OFPl之间，则用OF*代替OFPh。

说明书

一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法

技术领域

[0001] 本发明属于配电网技术领域，特别涉及一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法。

背景技术

[0002] 电力系统及其中众多的光伏发电设备组成了一个复杂的系统，如何根据区域电网和多个光伏系统运行特点进行电压稳定性裕度预测评估，使每个光伏系统及区域电网都能发挥最大效益，同时也使每个光伏系统都能最有效、最快速的利用电网资源，以往电压稳定性评估的特点是忽略多光伏间的相互作用及其与电网间的作用过程，由区域电网或光伏发电系统内各个系统独立进行电压稳定分析运行，互相间的电压稳定分析不能协调同步，不能有效利用电网资源，评估准确度和光伏利用效率不高，因此，对区域电网及其内光伏系统运行参数及气象环境参数进行实时监测，并根据监测参数对区域电网光伏电压稳定性裕度进行预测计算，根据计算结果实时地对电压水平进行控制，能够有效避免各个光伏之间电压水平不平衡现象，显著提高区域电力系统可靠性与经济性。

[0003] 有鉴于此，本发明提供一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，以满足实际应用需要。

发明内容

[0004] 本发明的目的是：为克服现有技术的不足，本发明提供一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，从而获得多光伏区域电网电压稳定性裕度预测值。

[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

[0006] 步骤1：建立多光伏区域电网电压稳定性裕度演化系统的时间序列：

[0007] 在固定时间间隔对光伏电压、污秽沉降量、风速进行测量，将光伏电压的测量值与历史测量最小值之差除以区域电网电压最大值与最小值之差作为光伏电压指数，即：

[0008]

[0009] 则，在一系列时刻t1，t2，…，tn，得到光伏电压指数s1、污秽沉降量s2、风速s3的时间序列，其中n为自然数，n＝1，2，…，

[0010]

[0011] 步骤2：多光伏区域电网状态时间序列测量数据的非线性单纯体法处理：

[0012] 步骤2.1建立优化目标函数：

[0013]

[0014] 式中uxi(i＝1，2，...，k3n)为k3n个优化变量；

[0015] 步骤2.2：构建多光伏区域电网电压稳定性裕度演化系统的m维相空间：

[0016] 设AP1，AP2，...APm，APm+1是多光伏区域电网电压稳定性裕度相空间的m+1个顶点，OF1，OF2，...OFm，OFm+1是这些顶点的目标函数值，用Ph来记录最大值的下标，则最大值为OFPh＝max(OFi)，用Pl来记录最小值的下标，则最小值为OFPl＝min(OFi)， 为除了最大值顶点之外所有顶点的重心，

[0017]

[0018] 步骤3：对顶点目标函数值进行反射运算：

[0019]

[0020] 式中AP*为新产生的顶点；α为反射系数，0＜α＜1，通过反射运算，实现了最大值顶点向重心相反方向的运动；

[0021] 步骤4：根据相空间特征量进行多光伏区域电网电压稳定性裕度预测计算：

[0022] 对目标函数为yPRE＝minfOBJ(uxi)+gOBJ(uxi)+rOBJ(uxi)进行求解，惩罚函数约束函数 则解得的yPRE值即为多光伏区域电网电压稳定性裕度预测值。

[0023] 如上所述的多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，其特征在于，步骤3中，α的取值大小，直接决定了反射距离的远近，针对多光伏区域电网电压稳定性裕度相空间，取0.55≤α≤0.83，可以使得初始粒子广泛的分布在可行空间。

[0024] 如上所述的多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，其特征在于，步骤3中，若反射运算后，得到的新顶点目标函数值OF*介于OFPh和OFPl之间，则用OF*代替OFPh。

[0025] 本发明的有益效果是：本发明为光伏电网提供了一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，对区域电网及其内光伏系统运行参数及气象环境参数进行实时监测，并根据监测参数对区域电网光伏电压稳定性裕度进行预测计算，根据计算结果实时地对电压水平进行控制，能够有效避免各个光伏之间电压水平不平衡现象，显著提高区域电力系统可靠性与经济性。

[0026] 根据相空间特征量进行多光伏区域电网电压稳定性裕度预测计算中，将多光伏区域电网运行状态信息时间序列经过非线性单纯体法处理，使得各光伏与区域电网间电压平衡水平合理，充分体现了区域电网光伏发电经济性能和稳定特征。

附图说明

[0027] 图1为本发明实施例的目标函数迭代运算图。

具体实施方式

[0028] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

[0029] 如图1所示，本发明实施例提供的一种多光伏区域电网电压稳定性裕度预测方法，步骤如下：

[0030] 步骤1：建立多光伏区域电网电压稳定性裕度演化系统的时间序列：

[0031] 在固定时间间隔对光伏电压、污秽沉降量、风速进行测量，将光伏电压的测量值与历史测量最小值之差除以区域电网电压最大值与最小值之差作为光伏电压指数，即：

[0032]

[0033] 则，在一系列时刻t1，t2，…，tn(n为自然数，n＝1，2，…)得到光伏电压指数s1、污秽沉降量s2、风速s3的时间序列：

[0034]

[0035] 步骤2：多光伏区域电网状态时间序列测量数据的非线性单纯体法处理：

[0036] 步骤2.1建立优化目标函数：

[0037]

[0038] 式中uxi(i＝1，2，...，k3n)为k3n个优化变量。

[0039] 步骤2.2：构建多光伏区域电网电压稳定性裕度演化系统的m维相空间：

[0040] AP1，AP2，...APm，APm+1是多光伏区域电网电压稳定性裕度相空间的m+1个顶点，OF1，OF2，...OFm，OFm+1是这些顶点的目标函数值。用Ph来记录最大值的下标，则最大值为OFPh＝max(OFi)，用Pl来记录最小值的下标，则最小值为OFPl＝min(OFi)， 为除了最大值顶点之外所有顶点的重心，

[0041]

[0042] 步骤3：对顶点目标函数值进行反射运算：

[0043]

[0044] 式中AP*为新产生的顶点；α为反射系数，0＜α＜1。通过反射运算，实现了最大值顶点向重心相反方向的运动。α的取值大小，直接决定了反射距离的远近，针对多光伏区域电网电压稳定性裕度相空间，取0.55≤α≤0.83，可使得初始粒子广泛的分布在可行空间。若反射运算后，得到的新顶点目标函数值OF*介于OFPh和OFPl之间，则用OF*代替OFPh。

[0045] 在此实施例中，为使初始粒子广泛分布于可行空间内，取α＝0.6978。

[0046] 步骤4：根据相空间特征量进行多光伏区域电网电压稳定性裕度预测计算：

[0047] 将多光伏区域电网运行状态信息时间序列经过非线性单纯体法处理，使得各光伏与区域电网间电压平衡水平合理，充分体现了区域电网光伏发电经济性能和稳定特征，[0048] 对目标函数：yPRE＝minfOBJ(uxi)+gOBJ(uxi)+rOBJ(uxi)进行求解，惩罚函数约束函数 式中，uxi(i＝1，2，...，k3n)，gOBJ(uxi)≥0为目标函数的惩罚项，rOBJ(uxi)＝0为目标函数的约束项，对目标函数进行求解，解得的yPRE值即为多光伏区域电网电压稳定性裕度预测值。

[0049] 以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。