一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法：首先确定光伏系统的DC‑DC变换器和DC‑AC并网逆变器的功率控制策略；在Simulink仿真平台上搭建仿真系统并实现功率控制策略；生成光伏序列，在仿真平台上测试光伏系统，调整输入序列探索光伏系统功率概率规律；在MATLAB上生成大量样本，获取不同有功参考值时的光伏系统有功概率密度函数及均值；利用二维插值和二次回归得到可控光伏系统功率的概率模型。

A method for calculating the output probability model of controlled photovoltaic system

The invention discloses a method for controllable photovoltaic system output probability model: first determine the photovoltaic power system DC DC converter and DC AC inverter control strategy; to build a simulation system on Simulink simulation platform and realize the power control strategy of photovoltaic PV generation; sequence, system test in the simulation platform adjust the input sequence, explore the solar system power law probability; generating a large number of samples in the MATLAB, to obtain active probability density function and the mean values of the different reference power photovoltaic system; probability model using two-dimensional interpolation and two regression power controllable photovoltaic system obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法
本专利技术涉及一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法，能给出考虑弃光时光伏系统有功功率的累积分布函数，适用于各种考虑随机性地含光伏电力系统计算中。
技术介绍
考虑随机性的电力系统计算已经渗透到电工学科的各个分支方向，系统中各元件的概率模型是随机性计算和优化的基础。光伏系统的概率模型，现有研究往往首先确定光照强度的概率模型，然后认为光伏系统按MPPT控制策略运行，进而得到概率模型。但是当存在弃光时，光伏系统的概率模型势必要出现变化，这样的概率模型研究不足。
技术实现思路
专利技术目的：基于以上分析，本专利技术提出一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法，能给出考虑弃光时光伏系统有功功率的累积分布函数，适用于各种考虑随机性地含光伏电力系统计算中。技术方案：一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法。该方法按以下步骤实现：(1)确定光伏系统的控制策略。本专利技术可控PV系统的DC-DC环节采用设定有功参考值与MPPT相结合的策略，即MPPT所得功率高于参考值时PV板按参考值发电，低于时按MPPT发电。并网逆变器采用恒功率控制策略，有功参考值由DC-DC环节功率给定，无功参考值另外设定。因此，确定PV系统DC-DC环节有功、DC-AC无功参考值，即可确定其功率控制策略；(2)在Simulink仿真平台上搭建PV系统仿真系统；(3)综合考虑光照强度的中期预测误差和短时间尺度的波动性，认为已知预测值的某一时段内的光照强度序列服从正态分(均值为预测值、标准差为20％预测值)，按某一时间间隔生成光照序列输入仿真平台，利用核密度估计获得有功功率概率密度函数，分析得到以下结论：1)与光照序列时间间隔的长短无关；2)在任意时段不同的数值下所得标幺化后近似相同；(4)按照不同有功参考值进行仿真得到结果，获得不同有功参考值时的累积分布函数和均值，有功参考值-有功概率密度函数为三维图像；(5)对三维图进行二维插值，即得到将设置在可调范围内任意值的可认为存在一个以为参数的函数唯一确定同时利用二次回归得到与的函数关系。以上关系可表示为附图说明图1为本专利技术实施例的方法流程图；图2为仿真系统仿真结果；图3为间隔时间不同的仿真结果得到的概率密度函数；图4为输入功率不同的仿真结果得到的概率密度函数；图5为CDF的三维图像；图6为可控PV系统有功参考值与均值的关系函数图像。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。(1)本专利技术考虑的可控PV系统的DC-DC环节采用设定有功参考值与MPPT相结合的策略，即MPPT所得功率高于参考值时PV板按参考值发电，低于时按MPPT发电。并网逆变器采用恒功率控制策略，有功参考值由DC-DC环节功率给定，无功参考值另外设定。因此，确定PV系统DC-DC环节有功、DC-AC无功参考值，即可确定其功率控制策略。本专利技术仅考虑有功功率，考虑到未弃光时PV系统功率可能在预测值上下波动，某个PV系统设定的有功参考值需要满足如下约束：式中：为全天第t个时段该PV设置的有功功率参考值；为该时段有功功率的预测值。参考值不小于是因为小于时会导致对光伏的过度削减；而当参考值是时已经基本不弃光，故将其设为上限。(2)按照上述控制策略，在Simulink仿真平台上搭建PV系统仿真系统。PV系统通过逆变器接负荷模拟恒压并网，逆变器采用恒功率控制模式，DC-DC环节未弃光功率高于按时采用控制，低于时采用MPPT控制。(3)综合考虑光照强度的中期预测误差和短时间尺度的波动性，认为已知预测值的某一时段内的光照强度序列服从正态分(均值为预测值、标准差为20％预测值)，按某一时间间隔生成光照序列输入仿真平台。PV系统功率预测值为10429W，按20％设置其标准差，为0.93pu即9400W，0.1s产生一个随机值，仿真30s，仿真步长1^10-6s，分别按全程MPPT控制策略和本文所提控制策略仿真，其中一段如图2所示。可看出，本文策略下除切换控制模式存在暂态过程，本文所提控制策略稳定可行，输出功率保持在9400W上下。可根据仿真结果利用核密度估计得到受控PV系统的概率模型(概率密度函数PDF)。以下验证两点：1)估计得到的PDF与随机值产生时间间隔无关；2)按标幺化后，不同时段得到的PDF与该时段数值大小无关。分别间隔0.1s和0.5s产生随机值，仿真30s，用10429W标幺化，PDF如图3所示，两曲线近似，可说明与间隔时间无关。分别按10429W和5220W，分别为9400W和4700W，进行仿真画出PDF并按各自标幺化，结果如图4所示，可证明得到的PDF按当时段的为基准值后均可反映其真实概率特性。(4)将光照强度作为对应时段的预测值。对于某一时段，首先按某一时间间隔生成光照序列，设置不同的得到ns个输出功率值Pi(i＝1,...,ns)。然后利用核密度估计分别得到每个对应的的概率密度函数：式中：h为带宽；K为核函数。对积分可得到该下的进而画出的CDF三维图像及的均值曲线。(5)对三维图进行二维插值，即得到将设置在可调范围内任意值的可认为存在一个以为参数的函数唯一确定同时利用二次回归得到与的函数关系。以上关系可表示为(6)下面介绍本专利技术的一个实施例：在探索出光伏系统随机出力规律的基础上求取标幺化系统的有功功率概率模型。按0.7pu到1.3pu间隔0.02pu设置并输入光照序列进行仿真，每个得到ns个输出功率值Pi(i＝1,...,ns)。然后利用核密度估计分别得到31个下的概率密度函数。核密度估计参数设置：ref为0.7pu到1.3pu；h＝0.025为带宽；采用高斯核函数。对积分可得到该下的过MATLAB模拟，画出的CDF三维图像及的均值曲线分别如图5、6所示。对三维图进行二维插值，同时利用二次回归得到与的函数关系。以上关系可表示为根据上文结论，标幺值表示的上式可应用于任何时段不同容量的PV系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)确定光伏系统的控制策略。(2)在Simulink仿真平台上搭建PV系统仿真系统；(3)综合考虑光照强度的中期预测误差和短时间尺度的波动性，确定已知预测值的某一时段内的光照强度序列服从正态分，按某一时间间隔生成光照序列输入仿真平台，利用核密度估计获得有功功率概率密度函数，分析得到以下结论：1)

【技术特征摘要】
1.一种求取可控光伏系统出力概率模型的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)确定光伏系统的控制策略。(2)在Simulink仿真平台上搭建PV系统仿真系统；(3)综合考虑光照强度的中期预测误差和短时间尺度的波动性，确定已知预测值的某一时段内的光照强度序列服从正态分，按某一时间间隔生成光照序列输入仿真平台，利用核密度估计获得有功功率概率密度函数，分析得到以下结论：1)与光照序列时间间隔的长短无关；2)在任意时段不同的数值下所得标幺化后近似相同；(4)按照不同有功参考值进行仿真得到结果，获得不同有功参考值时的累积分布函数和均值，有功参考值-有功概率密度函数为三维图像；(5)对三维图进行二维插值，即得到将设置在可调范围内任意值的2.如权利要求1所述的求取可控光伏系统出力概率模型的方法，其特征在于，步骤2中可控PV系统的DC-DC环节采用设定有功参考值与MPPT相结合的策略，即MPPT所得功率高于参考值时PV板按参考值发电，低于时按MPPT发电；并网逆变器采用恒功率控制策略，有功参考值由DC-DC环节功率给定，无功参考值另外设定；因此，确定PV系统DC-DC环节有功、DC-AC无功参考值，即可确定其功率控制策略。3.如权利要求1所述的求取可控光伏系统出力概率模型的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永辉，张世达，王加强，张博文，翟苏巍，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32