[发明专利]一种基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法

权利要求书

1.一种基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，该划分方法包括以下步骤：

1)提取表征光伏电站运行状态的特征量作为样本数据，所选取的特征量包括方阵转换效率、逆变转换效率、PV方阵日等价发电时间和PV系统日等价发电时间；

2)采用聚类分析算法对步骤1)所得到的样本数据进行聚类分析，实现对光伏电站运行状态的划分。

2.根据权利要求1所述的基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，所述步骤2)中采用的特征聚类分析过程如下：

A.根据光伏电站运行特点确定光伏电站运行状态的个数k，以该个数作为样本数据的聚类个数；

B.从步骤1)的样本数据中随机选择k个初始数据对象点作为初始聚类中心；

C.计算样本数据中其余各个数据对象到k个初始聚类中心的距离，并将各数据对象划归到距离其最近的那个初始聚类中心所在的聚类；

D.计算出各个初始聚类的中心位置，以该位置作为聚类中心重新聚类，直至得到聚类中心不再变化，且平均误差准则函数呈现收敛状态，以该聚类中心得到聚类结果作为光伏电站运行状态的分类结果。

3.根据权利要求2所述的基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，所述步骤C中的距离计算采用欧式距离。

4.根据权利要求2所述的基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，所述步骤D得到的聚类结果将光伏电站运行状态划分为4种运行模式，即健康运行模式、方阵效率下降运行模式、逆变效率下降运行模式、低辐照度运行模式。

5.根据权利要求2所述的基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，所述方阵平均效率为PV方阵的平均能量转换效率，即PV方阵输出到PV系统的能量与入射到PV方阵内的能量之比，

η_Amean＝E_A/(A×H_T)

E_A＝Σ_day(P_in×τ_r)

η_Amean为所求的方阵平均效率；E_A为τ时段内PV方阵的输出能量，单位为kW˙h；A为PV方阵的有效面积，单位为m²；H_T为τ时段PV方阵倾斜面辐射量，单位为kW˙h/m²；符号Σ_day表示按日的求和；P_in×τ_r表示记录间隔内PV方阵中电池组件输出的直流电量，P_in为监测到的逆变器参数中的PV输入功率。

6.根据权利要求2所述的基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，所述的逆变器转换效率η_INV表示逆变器将直流电量转换为交流电量的转换效率，为逆变器输出侧功率与输入侧功率之比，

η_INV＝P_输出/P_输入

P_输出基于逆变器的交流输出功率计算，等于监测到的逆变器参数中的有功功率，单位为kW；P_输入基于逆变器的直流输入功率计算，等于监测到的逆变器参数中的PV输入功率，单位为kW。

7.根据权利要求2所述的基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，所述的PV方阵日等价发电时间Y_A表示监测到的PV方阵每日每kW方阵提供给PV系统的能量，相当于PV方阵以额定输出功率P₀运行需要工作的小时数，

Y_A＝E_A/P₀

其中E_A为PV方阵产出能量，单位为kW˙h。P₀表示PV系统峰瓦功率，为各电池组件峰瓦功率之和，即每个电池组件按额定功率运行时PV系统的总功率，单位为kW。

8.根据权利要求2所述的基于特征聚类分析的光伏电站运行状态划分方法，其特征在于，所述的PV系统日等价发电时表示监测到的PV系统每日每kW方阵提供给变电站输入侧的能量，相当于PV系统以额定输出功率P₀需要工作的小时数，

Y_F＝E_AC/P₀

其中E_AC为PV系统输出总能量，单位为kW˙h；P₀表示PV系统峰瓦功率，为各电池组件峰瓦功率之和，即每个电池组件按额定功率运行时PV系统的总功率，单位为kW。