[发明专利]一种基于改进TOPSIS的光伏场站相关性综合评估系统

说明书

本发明公开一种基于改进TOPSIS的光伏场站相关性综合评估系统，包括数据输入模块、数据有效性评估模块、相关性量化指标体系建立模块、指标体系评估模块、权重计算模块、光伏场站相关性评估模块和数据库；本发明对指标体系和综合方法进行了合理性的检验，具有满意的区分能力。

技术领域

本发明涉及光伏场站相关性评估领域，具体是一种基于改进TOPSIS的光伏场站相关性综合评估系统。

背景技术

可再生能源被认为是缓解能源危机和环境污染的解决办法。近年来以风电、光伏为代表的可再生能源受到高度重视，装机容量逐年递增。然而，光伏出力的间歇性和随机性给系统运行和调度带了困难，从而限制了光伏场站的消纳。在一定距离范围内，多个光伏场站表现出一定的空间相关性，场站群的波动性经过多个场站的出力的叠加后被放大。但同时，空间相关性规律又可以为光伏资源的预测和模拟提供更多的信息，这对提高光伏资源预测和模拟准确性，从而促进光伏资源的消纳至关重要。因此，光伏电站的相关性量化分析和评价是新能源领域的一个有意义的问题。在某一区域，单个光伏场站与光伏场站集群之间的相关性有助于反映个体出力对区域总光伏资源影响。对单个光伏电站的相关性评估和排序可以帮助电力系统的运行人员和电力系统的交易人员判断哪个光伏场站是系统友好的，使运行和投资决策更加科学和有利。因此，研究光伏场站相关评价能够促进对光伏相关性的认识，从而提高光伏资源的消纳具有重要意义。

然而，现有的光伏相关性的量化评估指标和综合评价方法缺点在于：1)部分文献将Spearman相关系数和Kendall相关系数用于分析光伏出力预测和模拟结果的准确性和合理性。但Spearman相关系数和Kendall相关系数描述的是秩相关性，无法反映出力大小的数值相关性。并且在上述两个相关系数中，出力序列中各个采样点的重要性均等，无法体现工程实际中关注的特征值(如日最大出力等)的相关性。2)目前，仅有不多的研究讨论光伏发电的相关性评价指标。专利CN 106126934 A公开了一种光伏发电相关性指标获取方法，用相关系数描述了光伏场站净空理论出力和相对出力的相关性。专利CN 104362621 A公布的光伏场站运行特性评估指标体系中考虑了发电量。但以上二者都没有结合光伏出力的特点，也没有考虑工程中对相关性的实际需求。3)指标不够直观和简明，不能方便地将这些指标直接用于指导光伏资源的调度和交易。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于改进TOPSIS的光伏场站相关性综合评估系统，包括数据输入模块、数据有效性评估模块、相关性量化指标体系建立模块、指标体系评估模块、权重计算模块、光伏场站相关性评估模块和数据库。

所述数据输入模块获取光伏场站历史出力数据，并输入至数据有效性评估模块。

数据输入模块获取光伏场站历史出力数据的要求如下：光伏出力数据采样周期小于1h，数据至少覆盖一年。光伏日发电量数据采样周期为1天，数据至少覆盖一年。

所述数据有效性评估模块对光伏场站历史出力数据的有效性进行校验，得到有效出力数据集，并输入至相关性量化指标体系建立模块。

数据有效性评估模块对光伏场站历史出力数据的有效性进行校验的步骤如下：

1)判断第a日出力数据是否存在出力起始时刻和终止时刻，若是，则进入步骤2)，否则，删除第a日出力数据，并令a＝a+1，进入步骤3)。a初始值为1。

2)判断第a日出力起始时刻和终止时刻是否满足约束条件(1)，若是，则将第a日出力数据保存在有效出力数据集中，并进入步骤3)。否则，删除第a日出力数据，并令a＝a+1，进入步骤3)。有效出力数据集中元素按时间顺序升序排列。

式中，t_initiation表示出力起始时刻，t_ending为出力终止时刻，t_sunrise和t_sunset分别表示光伏场站所在区域的日出时刻和日落时刻。