江苏方天电力技术有限公司张天海获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏方天电力技术有限公司申请的专利基于分布式光伏集群有功调节能力的功率优化分配方法、系统、设备和介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118971215B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411004272.9,技术领域涉及:H02J3/48;该发明授权基于分布式光伏集群有功调节能力的功率优化分配方法、系统、设备和介质是由张天海;管诗骈;孙虹;周帅;刘鑫;杨小龙;汤可怡;刘娜娜;于国强;高爱民;殳建军设计研发完成,并于2024-07-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于分布式光伏集群有功调节能力的功率优化分配方法、系统、设备和介质在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于分布式光伏集群有功调节能力的功率优化分配方法、系统、设备和介质,方法包括:提取历史数据,选取样本逆变器给出分布式光伏集群有功调节能力值的计算公式;历史数据训练时间卷积网络,构建样本逆变器的有功调节能力值与有功出力值、目标功率值以及多个环境因素之间的函数映射关系;将实验数据输入到时间卷积网络,计算出逆变器的有功调节能力值,建立基于样本逆变器等比例分配的集群功率分配模型;基于分布式光伏逆变器集群下属区域的有功调节能力值,生成有功调节能力值排序序列,划分各台逆变器所属的3个层级;采用最大功率点估计算法对模型进行求解得到功率优化分配方案。本发明优化了分布式光伏集群间的功率分配。
本发明授权基于分布式光伏集群有功调节能力的功率优化分配方法、系统、设备和介质在权利要求书中公布了:1.一种基于分布式光伏集群有功调节能力的功率优化分配方法,其特征在于,包括如下步骤: S1、从分布式光伏集群各区域中选取样本逆变器,用于定义分布式光伏集群有功调节能力值的计算公式;步骤S1中,所述定义分布式光伏集群有功调节能力值的计算公式具体如下: 分布式光伏集群每个区域的当前有功调节能力值的计算公式表示为: 式中,Pn_f_max表示第n个区域当前有功调节能力值,表示该区域内m台样本逆变器的平均自然发电能力,m表示第n个区域内选取的样本逆变器的数量,m*表示一个区域中能正常运行的发电单元数; 其中,m台样本逆变器平均自然发电能力的表达式如下: 式中,Pmi表示第i台样本逆变器自然最大发电功率; S2、提取分布式光伏集群的历史数据,对分布式光伏集群的历史数据进行特征筛选,选择和有功调节能力值相关的数据构建训练特征集和测试特征集; S3、利用训练特征集训练时间卷积网络,使得时间卷积网络拟合有功调节能力值与有功出力值、目标功率值以及多个环境因素之间的函数映射关系; S4、将测试特征集输入到训练好的时间卷积网络中,预测逆变器有功调节能力值;建立基于样本逆变器等比例分配的集群功率分配模型;步骤S4中,所述建立基于样本逆变器等比例分配的集群功率分配模型具体为: 基于时间卷积网络预测的逆变器有功调节能力值,计算当前分布式光伏集群内各区域有功调节能力值,并以各区域有功调节能力值进行等比例分配,得到基于样本逆变器等比例分配的集群功率分配模型的表达式如下: 式中,Pn_f_set为第n个区域应分配的功率,Pcluster_k为当前k时刻集群总目标功率执行值,Pn_f_max为第n个区域的有功调节能力值,N为分布式光伏集群划分的区域数量; 集群总目标功率执行值Pcluster_k的表达式如下: Pcluster_k=Pcluster_k-2s+ΔPfast_k 式中,Pcluster_k-2s为触发k时刻2s前光伏集群并网点的实际发电功率,ΔPfast_k为集群总目标功率的调度指令调节量;ΔPfast_k的值在当前k时刻基于集群并网点频率f,通过当地电网调度部门提供的P-f调频曲线函数计算得到,公式为: 其中,f为集群并网点频率,fd为快速频率响应动作门槛,PN为集群额定总功率,fN为额定频率,δ%为调差率; S5、对预测的分布式光伏集群的每个区域内的逆变器的有功调节能力值进行排序,将各区域内的逆变器均划分为3个层级; S6、根据集群总目标功率的调度指令调节量和当前时刻集群总目标功率执行值的比值确定参与功率调节的逆变器层级,将各台逆变器所属的层级关系作为约束条件,采用最大功率点估计算法求解基于逆变器等比例分配的集群功率分配模型,得到分布式光伏集群的有功功率优化分配方案; 步骤S6中,所述根据集群总目标功率的调度指令调节量和当前时刻集群总目标功率执行值的比值确定参与功率调节的逆变器层级具体为: 当集群总目标功率的调度指令调节量ΔPfast_k和当前k时刻集群总目标功率执行值Pcluster_k的比值k小于第一阈值K1时,仅使用区域内第1层的逆变器参与功率调节;当k大于等于第一阈值K1小于第二阈值K2时,使用区域内第1和第2层的逆变器参与功率调节;当k大于等于第二阈值K2时,第1、2和3层的所有逆变器都参与功率调节任务;不参与功率调节的层级中,逆变器将维持现有出力; 步骤S6中,所述采用最大功率点估计算法求解基于逆变器等比例分配的集群功率分配模型具体为: S61、设置逆变器的总数M和每台逆变器的自然最大发电功率Pmax,i;确定集群总目标功率Ptarget;确认每台逆变器的层级关系和功率调节能力值; S62、根据各逆变器的功率调节能力值,计算其初始功率分配Pi,确保调整分配给各逆变器的功率,确保不超过逆变器各自的自然最大发电功率Pmax,i; S63、采用迭代方法优化功率分配;在每次迭代中,根据当前的功率分配和各逆变器的实时效率,调整功率分配Pi以接近自然最大发电功率Pmax,i; S64、检查功率分配是否达到或接近预定的Ptarget,同时各逆变器的输出接近其自然最大发电功率Pmax,i;确保调整后的功率分配仍然满足各逆变器层级关系的约束条件;一旦算法收敛或达到预设的迭代次数,输出最终的功率分配方案,否则,继续调整功率分配。
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