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.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115360744A(43)申请公布日2022.11.18(21)申请号202210815371.X(22)申请日2022.07.12(71)申请人中国农业大学地址100193北京市海淀区圆明园西路2号(72)发明人叶林李卓施媛媛程文丁(74)专利代理机构北京卫平智业专利代理事务所(普通合伙)11392专利代理师闫萍(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)权利要求书5页说明书12页附图2页(54)发明名称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(57)摘要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。CN115360744ACN115360744A权利要求书1/5页1.一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，其特征在于，包括如下步骤：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；B.根据二维平面分布式光伏电源节点坐标图计算任意两节点之间的空间距离dij，基于滑动定区间原理确定节点空间距离分布频数直方图，将频数最大的直方图所在区间的右端点定义为分布式光伏电源集群划分半径r；C.以任意节点为中心、以r为半径画圆，将距离中心节点空间距离小于等于r的节点划分为一个初始集群；对初始集群内重合节点的归属情况进行划分，对独立集群、边界集群节点的归属情况进行划分，并最终确定分布式光伏电源的初始集群及有效表征各个初始集群的初始中心节点；D.针对分布式光伏电源有效发电工作时间，根据分布式光伏电源各个初始集群的初始中心节点在不同时刻的节点功率，以及节点负荷历史数据集，计算初始中心节点不同时刻的净功率值，获取不同时刻净功率值的概率密度分布直方图，由此根据初始中心节点净功率值的分布情况划分为高功率区间、低功率区间、高负荷区间、低负荷区间、平稳区间；E.采用一种时间序列预测方法，依据分布式光伏电源的初始集群所在区域不同时刻的气象因素信息，以及节点功率和节点负荷的历史数据，计算初始集群中各个节点下一时刻的节点功率和节点负荷，由此确定各节点下一时刻的净功率值；F.依据分布式光伏电源初始集群的初始中心节点净功率值的区间分布情况，将集群内部所有节点下一时刻的净功率预测值按照区间分布划分所属区间类别，由此在分布式光伏电源的初始集群内部按照净功率值大小划分为高功率子群、低功率子群、高负荷子群、低负荷子群及平稳子群；G.在分布式光伏电源的初始集群内部，依据群间源荷互补性，建立动态群间功率互补交换机制，使高功率子群为低负荷子群提供交换功率支援形成高功率群或高负荷群，使高负荷子群与低功率子群互相交换功率形成高负荷群或高功率群，由此在步骤F的基础上进行群间源荷互补，最终在分布式光伏电源初始集群内部划分出高功率群、高负荷群以及平稳群；H.依据高功率群连接上网阈值，确定电网侧、分布式电源侧及用户侧之间的功率交换机制。2.如权利要求1所述的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，其特征在于，步骤A具体包括以下步骤：A1.采用垂直平面空间正投影原理将安装在一定区域内的用户侧分布式光伏电源的三维空间网络拓扑结构向二维平面内一一映射；A2.以横向跨度x、纵向跨度y为边界坐标轴，将二维平面内所有电源节点以空白边界最小为原则全部覆盖，由此获得各个电源的节点坐标(xi,yi)，得到二维平面分布式光伏电源节点坐标图。3.如权利要求1所述的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，其特征在于，步骤B具体包括以下步骤：2CN115360744A权利要求书2/5页B1.根据二维平面分布式光伏电源节点坐标图，将坐标图内部节点按照从上到下、从左到右的原则依次编号为{pv1,pv2,pv3,……,pvn}；之后计算任意两节点之间的空间距离dij、全部节点之间的空间距离矩阵D：B2.由于空间距离矩阵D是典型对称矩阵，将其上三角区域内各节点空间距离从小到大依次排序，其中最小值为dmin、最大值为dmax，利用滑动定区间方法将[