[发明专利]基于主成分分析法的光伏电站接入方案综合决策方法

权利要求书

1.一种基于主成分分析法的光伏电站接入方案综合决策方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

步骤1：建立光伏并网综合评价指标体系，依据该指标体系建立初始评价矩阵；

步骤2：对评价矩阵进行标准化处理，得到标准评价矩阵；

步骤3：基于主成分分析法计算相关系数矩阵、特征值和特征向量；

步骤4：依据特征向量的贡献率确定主成分，结合特征值线性加权求得综合评估值，依据综合评估值得大小，确定不同光伏电站并网方案的优劣。

2.根据权利要求1所述的一种基于主成分分析法的光伏电站接入方案综合决策方法，其特征在于：所述的步骤1中，光伏电站并网安全性评价指标体系包括平均电压偏差率、电压最大波动率、电压离散度、并网点频率最大波动率、并网点频率离散度、并网点谐波含量离散度、谐波平均总畸变率、谐波超标率、经济性综合评价指标；

其中：

(1)平均电压偏差率：平均电压偏差率U^*计算方法如下式所示；

U*=Σi=1NUi-UinUin]]>

式中：N为网架结构采样点数；U_i为第i个节点的电压；U_in为第i个采样点的额定电压；

(2)电压最大波动率：采用最大波动率U_mv来度量光伏并网后引起并网点电压量的最大波动情况；

Umv=max|Ui-Ui′|UN×100%]]>

式中：U_N为样本的额定值；U_i为光伏并网后第i个节点的电压母线电压的采样值，U_i'为光伏并网前第i个节点的电压母线电压的采样值；

(3)电压离散度：采用标准差来表征光伏并网后母线电压的离散度，计算方法如下式所示：

UD=1m-1Σi=1m(Ui-U‾)2]]>

为光伏并网后母线电压的数学期望，m为母线采样点的个数；U_i为第i个采样点母线电压的采样值；

(4)并网点频率最大波动率：采用最大波动率f_mv来度量光伏并网后引起并网点频率量的最大波动情况；

fmv=max|ft-ft′|fN×100%]]>

其中f_N为系统额定电压，所述的f_N＝50Hz；t为不同的采样时刻；f_t为光伏并网前在i时刻并网点的频率，f_t'为光伏并网后在i时刻并网点的频率；f_mv值越小，表明突变越小，对系统稳定运行越有利；

(5)并网点频率离散度：并网点频率的离散度f_D，计算方法如下式所示；

fD=1m-1Σi=1m(fi-f‾)2]]>

为光伏并网后并网点频率的数学期望；m为母线采样点的个数；f_i为第i个采样点母线频率的采样值；(6)并网点谐波含量离散度：并网点谐波含量离散度计算方法如下式所示；

THDD=1m-1Σi=1m(THDi-THD‾)2]]>

m为母线采样点的个数；THD_i为第i个采样点母线谐波含量的采样值；为i个采样点母线谐波含量的平均值；

(7)谐波平均总畸变率：定义谐波含量与基波分量比值的平均值的百分数即谐波总畸变率的平均值为谐波平均总畸变率MT，计算方式如下式所示；

MT==Σi=1mTHDim]]>

m为母线采样点的个数；THD_i为第i个采样点母线谐波含量的采样值；(8)谐波超标率：定义谐波超标率ER；

ER=∫ΩdtT=sum[THD(i)>THDst]m]]>

Ω＝{t|THD(t)＞THD_st}

THD_st为国家标准规定限值，T表示光伏并网的时长，Ω表示光伏并网期间电压谐波总畸变率THD(t)超出国标规定限值THD_st的时间集合，其中sum函数是统计THD(i)大于THD_st的样本个数；

(9)经济性综合评价指标：计算方法如下式所示：

C＝C_new+C_re+C_d+C_co+L_nP2-L_nP1

LnP1=∫t1t2[PG(t)-PLoad(t)]dt=Σi=1m[PG(i)-PLoad(i)]ΔT]]>

LnP2=∫t1t2[PG(t)+PPv(t)-PLoad(t)]dt=Σi=1m[PG(i)+PPv(i)-PLoad(i)]ΔT]]>

其中：C_new为电气主接线费用；C_re为系统继电保护投资费用；C_d为系统调度费用；C_co为系统通信的费用；L_nP1为光伏电站接入前系统的网损；L_nP2为光伏电站接入后系统的网损；t为时刻；i为采样点；P_G(t)、P_Pv(t)和P_Load(t)分别第t时刻的系统发电机的出力、光伏的出力和负荷的功率，P_G(i)、P_Pv(i)和P_Load(i)分别第i个采样点的系统发电机的出力、光伏的出力和负荷的功率；ΔT＝(t₂-t₁)/m为同一样本两个相邻数据的时间间隔，t₁、t₂分别为光伏系统并网时刻和脱网时刻；

结合评价方案和指标，得到原始矩阵X如式所示；

X=x11x12...x1px21x22...x2p............xn1xn2...xnp]]>

x_ij为第i个方案第j个评价指标的数值，其中i＝1,2,…n,j＝1,2,…p，n为待评价的方案数目；p为每个方案的评价指标数目。