基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法技术

本发明专利技术提供一种基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法，包括如下步骤：选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群；统计所选光伏电站的实时出力数据，计算光伏电站集群出力；根据所述出力数据，计算光伏电站出力自相关系数以及集群出力自相关系数；根据出力自相关系数、集群出力自相关系数以及光伏电站的装机容量，计算所述光伏电站集群效应相关系数比；根据所述集群效应相关系数比，确定光伏电站集群效应的结果。本发明专利技术通过计算集群效应相关系数比衡量集群效应，克服了现有技术中存在的忽略光伏电站装机容量、且未对光伏电站集群整体波动性进行分析的问题，从而可以更为准确的量化分析集群效应。

【技术实现步骤摘要】
基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法
本专利技术涉及新能源集群效应
，具体是一种基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法。
技术介绍
光伏发电是利用光生伏特效应产生电能的一种发电形式，光伏电站出力具有不可预测的波动性。目前，我国光伏电站正在由分散、小规模开发向高集中、大规模开发快速发展，光伏电站集群出力波动性对电网安全稳定运行、调度规划等产生重要影响。因此，研究光伏电站集群出力变化规律对于电网的有效管控有重要意义。由于光伏电站覆盖地域较大，场内太阳能板接受的光照强度会存在空间上的差异，光伏电站输出功率波动会随着空间规模的扩大趋于缓和，这种现象称为光伏出力的集群效应。研究其时空变化特性对于波动性的影响，有助于修正多时空尺度下光伏电站的预测和评估结果，进而为系统备用容量的确定、电网运行调度提供可靠依据。目前，已经有相关技术人员对光伏电站集群效应进行了研究，并给出了相应的评估方式。该方法基于峰值比、相对峰值比、最大偏移量比、最大幅值差比等指标对光伏电站协同效应进行了分析、量化评估，表明光伏集群可以一定程度上削弱光伏电站出力波动性。然而该方法在对集群效应进行评估时并没有对光伏出力整体的波动性进行分析，且由于装机容量的不同，各个光伏电站对集群出力的波动影响也各不相同。
技术实现思路
本申请的目的是为了解决现有光伏电站集群效应分析方法中存在的忽略装机容量、且未对光伏电站集群整体的波动性进行分析的问题。为此，本申请提供了一种基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法，包括如下步骤：(1)选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群；(2)统计所选光伏电站的实时出力数据，计算光伏电站集群出力；(3)根据所述光伏电站实时出力数据，计算光伏电站出力自相关系数以及光伏电站集群出力自相关系数；(4)根据所述光伏电站出力自相关系数、光伏电站集群出力自相关系数以及光伏电站的装机容量，计算光伏电站集群效应相关系数比；(5)根据所述光伏电站集群效应相关系数比，确定光伏电站集群效应的结果。进一步地，步骤(1)中选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群，包括：根据地理位置、气象条件因素合理选择至少两个光伏电站作为光伏电站集群进一步地，步骤(2)中统计光伏电站的实时出力数据，包括：(1)采集所选每个光伏电站在不同时间尺度下的实时出力数据；(2)根据采集得到的每个光伏电站的出力数据，将其进行线性求和得到所选光伏电站集群的集群出力数据。进一步地，步骤(3)中所述光伏电站出力自相关系数以及光伏电站集群出力自相关系数的计算公式分别为：(1)单个光伏电站出力自相关系数的计算公式如下：式中，ρn,j为第n个光伏电站的出力自相关系数；Pn为第n个光伏电站出力时间序列；Pn,t为第n个光伏电站在t时刻的出力数据，Pn,T为第n个光伏电站在T时刻的出力数据，T＝t+j，j为滞后时间；EPn,t、EPn,T分别为出力时间序列Pn,t、Pn,T的期望值；DPn,t、DPn,T分别为出力时间序列Pn,t、Pn,T的方差值；S为光伏电站出力的采样点数，N为光伏电站总数，且N≥2；(2)光伏电站集群出力自相关系数的计算公式如下：式中，ρc,j为光伏电站集群出力自相关系数，PN为光伏电站集群出力时间序列；PN,t为光伏电站集群在t时刻的总出力数据，PN,T为光伏电站集群在T时刻的总出力数据，T＝t+j，j为滞后时间；DPN,t、DPN,T分别为光伏电站集群出力时间序列PN,t、PN,T的方差值。进一步地，步骤(4)中所述光伏电站集群效应相关系数比的计算步骤如下：(1)考虑光伏电站装机容量，计算所选光伏电站集群的加权自相关系数：式中，N为所选光伏电站集群所包含的光伏电站总数；Cn为第n个光伏电站的装机容量；CN为光伏电站集群的总装机容量；ρn,j为第n个光伏电站的出力自相关系数；ρN,j为考虑装机容量时光伏电站电场自相关系数的加权和；(2)计算所述光伏电站集群效应相关系数比：式中，η为光伏电站集群效应相关系数比；ρc,j为光伏电站集群出力自相关系数。进一步地，步骤(5)中根据光伏电站集群效应相关系数比，确定光伏电站集群效应的结果，包括：根据所述光伏电站集群效应相关系数比在不同时间尺度下的曲线变化图，确定所述光伏电站集群效应的结果。本申请提供的技术方案具有以下有益效果：通过计算光伏电站出力的自相关系数，可以对不同时间尺度下光伏电站自身出力的相关性和波动性进行衡量；通过计算集群效应相关系数比衡量集群效应，克服了现有技术中忽略的装机容量这一因素；此外，本申请适用于光伏电站出力、光伏电站集群效应的评估，为电网规划提供了依据。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的采样时间间隔为15min时云南A光伏电站出力自相关系数的曲线变化图；图3为本专利技术实施例提供的采样时间间隔为1h时云南A光伏电站出力自相关系数的曲线变化图；图4为本专利技术实施例提供的云南A光伏电站在强辐射期、弱辐射期的典型月份出力自相关系数的曲线变化图；图5为本专利技术实施例提供的光伏电站不同集群规模下集群效应相关系数比的曲线变化图；图6为本专利技术实施例提供的光伏电站不同季度集群效应相关系数比的曲线变化图；图7为本专利技术实施例提供的光伏电站强辐射期与弱辐射期典型月份集群效应相关系数比的曲线变化图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：参见图1所示，为本专利技术实施例1提供的一种基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法的流程示意图，所述方法包括如下步骤：S101、选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群；S102、统计所选光伏电站的实时出力数据，计算光伏电站集群出力；S103、根据所述光伏电站实时出力数据，计算光伏电站出力自相关系数以及光伏电站集群出力自相关系数；S104、根据所述光伏电站出力自相关系数、光伏电站集群出力自相关系数以及光伏电站的装机容量，计算光伏电站集群效应相关系数比；S105、根据所述光伏电站集群效应相关系数比，确定光伏电站集群效应的结果。S101中，选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群，包括：...

【技术保护点】
1.一种基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群；/n(2)统计所选光伏电站的实时出力数据，计算光伏电站集群出力；/n(3)根据所述光伏电站实时出力数据，计算光伏电站出力自相关系数以及光伏电站集群出力自相关系数；/n(4)根据所述光伏电站出力自相关系数、光伏电站集群出力自相关系数以及光伏电站的装机容量，计算光伏电站集群效应相关系数比；/n(5)根据所述光伏电站集群效应相关系数比，确定光伏电站集群效应的结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群；
(2)统计所选光伏电站的实时出力数据，计算光伏电站集群出力；
(3)根据所述光伏电站实时出力数据，计算光伏电站出力自相关系数以及光伏电站集群出力自相关系数；
(4)根据所述光伏电站出力自相关系数、光伏电站集群出力自相关系数以及光伏电站的装机容量，计算光伏电站集群效应相关系数比；
(5)根据所述光伏电站集群效应相关系数比，确定光伏电站集群效应的结果。


2.如权利要求1所述的基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法，其特征在于：步骤(1)中选取一定数量光伏电站作为光伏电站集群，包括：
根据地理位置、气象条件因素合理选择至少两个光伏电站作为光伏电站集群。


3.如权利要求1所述的基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法，其特征在于：步骤(2)中统计所选光伏电站的实时出力数据，计算光伏电站集群出力，包括：
(1)采集所选每个光伏电站在不同时间尺度下的实时出力数据；
(2)根据采集得到的每个光伏电站的出力数据，将其进行线性求和得到所选光伏电站集群的集群出力数据。


4.如权利要求1所述的基于时域相关性量化分析光伏电站集群效应的方法，其特征在于：
步骤(3)中所述光伏电站出力自相关系数以及光伏电站集群出力自相关系数的计算公式分别为：
(1)单个光伏电站出力自相关系数的计算公式如下：



式中，ρn,j为第n个光伏电站的出力自相关系数；Pn为第n个光伏电站出力时间序列；Pn,t为第n个光伏电站在t时刻的出力数据，Pn,T为第n个光伏电站在T时刻的出力数据，T＝t+j，j为滞后时间；EPn,t、EPn,T分别为出力时间序列Pn...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄素华，王莹，王远，周友斌，周鲲鹏，曹侃，王涛，陈汝斯，蔡德福，刘海光，周楚，饶渝泽，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11