[发明专利]基于改进bi-kmeans的大型光伏电站快速多机等值建模方法及装置

说明书

本发明公开一种基于改进bi‑kmeans的大型光伏电站快速多机等值建模方法及装置，包括如下步骤：S1、提取大型光伏电站运行状态的基本数据；S2、计算多机等值模型群类划分个数上限；S3、在S1和S2的基础上，基于改进bi‑kmeans的光伏电站群类划分；S4、基于容量加权法得到各群类的等值模型；S5、基于各群类等值模型建立光伏电站多机等值模型。本发明通过计算多机等值模型群类划分个数上限、应用基于改进bi‑kmeans群类划分算法和基于容量加权法，建立了新型光伏电站多机等值方法，能够有效提高和协调等值建模速度和精度，具有较大的推广应用价值。

技术领域

本发明属于光伏电站等值建模领域，具体涉及一种基于改进bi-kmeans的大型光伏电站快速多机等值建模方法及装置。

背景技术

为了减少对传统化石能源的依赖，世界各国开始大力发展可再生能源，而光伏发电是目前最有前景的可再生能源。随着光伏发电技术的逐渐成熟，光伏电站得到广泛建设，并朝着大型化和规模化方向发展。光伏发电系统与传统的火力发电、水力发电等传统发电方式不同，发电状态受天气、光照等因素影响，存在随机性和间歇性问题；同时光伏发电系统是由光伏阵列输出的直流电经过逆变电路转为交流电，存在谐波问题。因此，大型光伏电站并网将严重影响现有电网的动态特性，威胁电网的安全稳定运行。因此需建立大型光伏电站并网的仿真模型，以研究分析大型光伏电站并网对电网运行的安全性和稳定性的影响。

传统的光伏电站建模方法有详细模型和单机等值模型。由于大型光伏电站包含大量光伏发电单元、逆变器、变压器等，详细模型容易导致仿真过程中需求解数据量庞大，容易导致仿真不收敛的等问题，无法研究分析光伏电站并网后电网动态特性以及稳定性，并导致仿真所需的处理器性能和消耗的时间大大增加。单机等值模型具有较快的等值建模以及仿真速度，但等值建模过程中忽略了光伏电站内部各光伏发电单元运行特性的差异性，得到的模型误差较大，导致无法有效分析光伏电站并入电网后的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于改进bi-kmeans的大型光伏电站快速多机等值建模方法及装置，根据光伏电站的内部差异性对所有光伏发电单元进行分群，建立光伏电站多机等值模型，以在满足仿真速度的同时，也满足仿真精度的要求。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：包括如下步骤：

S1、提取大型光伏电站运行状态的基本数据；

S2、计算多机等值模型群类划分个数上限；

S3、在S1和S2的基础上，基于改进bi-kmeans群类划分算法对光伏电站群类划分；

S4、基于容量加权法得到各群类的等值模型；

S5、基于各群类的等值模型建立光伏电站多机等值模型。

步骤S1中，基本数据包括光伏发电单元的输出电压、输出电流输出功率和输出线路的阻抗。

步骤S2包括如下步骤：

S21：根据大型光伏电站的光伏发电单元数量N，分别获取1到N组的光伏电站等值建模时间t_k，t_k＝(t₁,t₂,t₃,…t_N)，其中t₁为光伏电站单机等值建模所需仿真时间、t_N为光伏电站详细建模所需仿真时间；

S22：将上述1到N组的多机等值建模时间t_k及相应的群类划分个数k代入插值公式，得到群类划分个数k与多机等值建模时间t_k的函数关系式：