[发明专利]一种光伏电站分区及其出力相关系数计算方法和系统

说明书

本发明公开一种光伏电站分区及其出力相关系数计算方法和系统，包括以下步骤：对采集的光伏电站出力序列进行预处理，然后进行标准化处理；对标准化后的光伏电站出力序列进行聚类分析，然后根据聚类分析结果通过轮廓系数法确定最优聚类数，获得光伏电站分区结果；根据光伏电站分区结果，计算同一光区中光伏电站出力序列的和；根据同一光区中光伏电站出力序列的和，计算各光区的出力序列的相关系数。本发明可以更加科学的进行光区划分，进而更准确、高效的模拟未来光伏出力。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及光伏电站分区技术领域，具体涉及一种光伏电站分区及其出力相关系数计算方法和系统。

背景技术

太阳能是一种清洁、绿色的可再生能源，近年来随着我国能源结构的调整，光伏装机快速增长。截至2020年底，全国累计并网光伏装机容量已超过15太瓦。

新能源接入比例的显著提升将会给系统运行带来更大的不确定性，从而对电力系统安全、经济、可靠运行带来严峻挑战，也将对电网规划和发展提出新的挑战。一是新能源接入会带来系统运行更大的不确定性，准确描述高比例新能源的波动性与时空关联特性对系统运行方式的影响至关重要。太阳能资源的形成受多种自然因素的影响，在时间和空间分布上存在着很强的时间性和地域性。所以光伏出力模拟时，必须要考虑光伏电站出力之间的相关性。电源规划中，考虑到光伏电站一般数目众多，将数量众多的各光伏电站两两分析相关性过于复杂，另外也无法研究规划光伏电站的相关性，所以需要确定一个地理区域将出力特性接近的光伏电站归为一个光伏电站分区，简称“光区”。

准确的模拟未来光伏出力是进行电源规划、电网规划的基础。目前考虑相关性的光伏出力模拟常规方法一般是按行政区划将光伏电站简单划分为不同光区，并根据光区间的距离大略估计两个光区的出力相关系数，然后根据光伏出力的概率分布和光区相关系数模拟未来光伏出力。光区的准确划分和光区间相关性的求取是准确模拟未来光伏出力的基础，为目前的常规方法人为因素影响较大，缺乏科学的理论和方法支撑。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种光伏电站分区及其出力相关系数计算方法和系统，根据相关系数可以更加科学的进行光区划分，进而更准确、高效的模拟未来光伏出力。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种光伏电站分区及其出力相关系数计算方法，包括以下步骤：

对采集的光伏电站出力序列进行预处理，然后进行标准化处理；

对标准化后的光伏电站出力序列进行聚类分析，然后根据聚类分析结果通过轮廓系数法确定最优聚类数，获得光伏电站分区结果；

根据光伏电站分区结果，计算同一光区中光伏电站出力序列的和；

根据同一光区中光伏电站出力序列的和，计算各光区的出力序列的相关系数。

进一步的，步骤S1中等时间间隔序列采集光伏电站出力序列。

进一步的，对采集的光伏电站出力序列进行预处理的具体过程为：去除投运时间晚于研究时段起始时间的光伏电站出力序列，如果某个光伏电站出力序列全年数据中第一个的数据点均为0，则去除该序列。

进一步的，采用z-score标准化法进行标准化处理，经过标准化处理的光伏电站出力序列为：

其中，为第i个光伏电站出力序列均值，σ_i为方差，N为光伏电站个数，T是时序长度。

进一步的，对标准化后的光伏电站出力序列通过k-means算法进行聚类分析。

进一步的，标准化后的光伏电站出力序列通过k-means算法进行聚类分析，具体包括以下步骤：