[发明专利]基于时空相关和源荷互补的分布式光伏动态集群划分方法

说明书

本发明涉及一种基于时空相关和源荷互补的分布式光伏动态集群划分方法，主要包括：获取分布式光伏电源二维平面节点坐标图；确定节点空间距离分布频数直方图及集群划分半径；将距离初始中心节点空间距离小于等于划分半径的节点划分为一个初始集群，并对初始集群特殊节点进行相应处理。划分高功率区间、低功率区间、高负荷区间、低负荷区间、平稳区间。确定节点下一时刻的净功率值。将各节点下一时刻的净功率预测值按照上述区间划分所属类别，得到高功率子群、低功率子群、高负荷子群、低负荷子群及平稳子群。在初始集群内部动态划分高功率群、高负荷群及平稳群。依据高功率群连接上网阈值，确定电网侧、电源侧及用户侧之间的功率交换机制。

技术领域

本发明涉及电力系统运行与控制领域，特别是涉及基于时空相关和源荷互补的分布式光伏动态集群划分方法。

背景技术

近年来，随着新能源发电技术的大力发展，诸如风能、太阳能、抽水蓄能、氢能等清洁型能源利用比例增长迅猛，极大地缓解了因化石能源日益枯竭给人类社会生活带来诸多不便的弊端，同样也在一定程度上解决了传统大规模火力发电带来的资源利用率低、环境污染严重、全球温室效应加剧等难题。但是，随着大规模风电、光伏等新型能源发电在电网当中的渗透率越发上涨，其固有的间歇性、波动性及强不确定性给电力系统的安全运行带来了严峻挑战。由于光伏本身受太阳光照强度、云量、温度、降水量等天气因素影响严重，而且这种影响是不可估量、难以准确量测的，因此当这种高比例、强不确定性因素规模化并网后，将对电力系统电压稳定、频率稳定、潮流分布等造成深刻影响。

为了有效缓解大规模新能源发电与电力系统安全稳定运行之间的矛盾，也为了最大限度发挥风力发电、太阳能发电的潜在优势，目前，各种形式的新能源参与电力系统辅助服务的应用场景越发广泛，例如电网侧储能参与调频、调峰，用户侧安装分布式电源就地消纳，数量庞大的微电网建设形式多样，综合能源网络结构有机调整等。

目前，分布式光伏电源的使用，不仅解决了负荷侧对电网的过度依赖、减轻了电网电量供需平衡的负担，也有利于避免电能在远距离传输过程中造成的线路损耗、功率损耗等资源的浪费。这种就近消纳的能源供应方式在很大程度上促进了新能源与电网互动的灵活性、大大提高了电网对新能源的消纳水平。但是，随着高比例分布式光伏电源接入电网，由于其出力具有明显的间歇性和波动性，而且这种不稳定性质又随着光伏电源接入地理位置分散、规模庞大等原因对电网的影响将被无限放大。现阶段，普遍采用集群划分方法开展分布式电源大规模接入电网的并网手段的研究，这种以集群的思想考虑集群内部区域自治、集群之间因地制宜的分布式并网手段解决了传统集中式控制带来的结构单一、鲁棒性差、冲击力强的难题。而现有集群划分方法多考虑不同分布式光伏电源节点之间的电气参数、线路损耗、接入电压稳定性等因素，忽略了源-网-荷之间的相互影响以及不同源荷自身的出力特性，因而无法达到分布式光伏电源消纳与电力系统稳定运行之间的平衡。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于时空相关和源荷互补的分布式光伏动态集群划分方法。

本发明所采用的技术方案是：综合考虑如下因素：

1、分布式光伏电源三维空间位置信息；

2、分布式光伏电源节点不同时刻节点功率和节点负荷的历史数据；

3、分布式光伏电源节点所在区域不同时刻太阳光照强度、气温、降水等气象因素信息；

4、分布式光伏电源节点功率和节点负荷的预测数据。

在以上因素的基础上，基于时空相关和源荷互补的分布式光伏动态集群划分方法的步骤包括：

A.基于垂直平面空间正投影原理对用户侧分布式光伏电源三维空间位置结构进行二维平面映射，并对各个光伏电源所接入节点的坐标进行有效表征，得到二维平面分布式光伏电源节点坐标图。