本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電站，具體為一種自適應(yīng)太陽能光伏發(fā)電站并網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的增長和可再生能源技術(shù)的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電作為一種清潔、可持續(xù)的能源形式，正逐步成為電力系統(tǒng)的重要組成部分。然而，大規(guī)模光伏電站接入配電網(wǎng)會對傳統(tǒng)電網(wǎng)運行產(chǎn)生一定的影響，尤其是在低負荷或半負荷運行狀態(tài)下，可能引發(fā)一系列技術(shù)問題。在光伏發(fā)電并網(wǎng)過程中，由于光伏發(fā)電具有間歇性和波動性，其輸出功率會受到天氣變化的顯著影響。這種波動性會導(dǎo)致電網(wǎng)電流水平的顯著變化，尤其在低負荷狀態(tài)下，電流水平可能會顯著下降，使得繼電保護裝置無法準(zhǔn)確檢測故障電流，從而影響電網(wǎng)的安全運行。

2、然而，在低負荷或異常電流波動狀態(tài)下，現(xiàn)有故障電流補償模型難以實時響應(yīng)光伏發(fā)電波動和電流水平變化，無法有效補償故障電流檢測過程中出現(xiàn)的誤差。因此，急需一種故障電流檢測方法對低負荷或異常電流波動狀態(tài)下的故障電流進行精確且高效的檢測。

3、為此，提出一種自適應(yīng)太陽能光伏發(fā)電站并網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)太陽能光伏發(fā)電站并網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)，適用于低負荷或異常電流波動狀態(tài)下的故障電流精準(zhǔn)檢測。方法包括：獲取第一區(qū)域的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電站的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)和實時發(fā)電數(shù)據(jù)；基于天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和歷史發(fā)電數(shù)據(jù)訓(xùn)練輸出功率預(yù)測模型，并利用實時發(fā)電數(shù)據(jù)對其進行動態(tài)更新；通過更新后的輸出功率預(yù)測模型實時預(yù)測未來光伏發(fā)電輸出功率，得到預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率；結(jié)合當(dāng)前電網(wǎng)的負荷需求，對預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率進行分析，得到電流波動趨勢和負荷變化趨勢；通過負荷狀態(tài)和電流波動狀態(tài)判定故障電流；基于預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率和電流波動趨勢，構(gòu)建故障電流補償模型對故障電流進行動態(tài)補償，調(diào)整繼電保護裝置的故障電流檢測策略。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種自適應(yīng)太陽能光伏發(fā)電站并網(wǎng)控制方法，包括：

4、獲取第一區(qū)域的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電站的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)；通過智能傳感器采集光伏發(fā)電站的實時發(fā)電數(shù)據(jù)；

5、基于所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和所述歷史發(fā)電數(shù)據(jù)訓(xùn)練輸出功率預(yù)測模型；利用所述實時發(fā)電數(shù)據(jù)對所述輸出功率預(yù)測模型進行動態(tài)更新，得到更新后的所述輸出功率預(yù)測模型；通過更新后的所述輸出功率預(yù)測模型對未來光伏發(fā)電輸出功率進行實時預(yù)測，得到預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率；

6、結(jié)合當(dāng)前電網(wǎng)的負荷需求，對所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率進行分析，得到電流波動趨勢和負荷變化趨勢；

7、通過所述負荷變化趨勢、所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率和所述電流波動趨勢對電流波動狀態(tài)進行判定；具體的判定流程為：

8、根據(jù)所述負荷變化趨勢判斷負荷狀態(tài)；若所述負荷狀態(tài)為低負荷和/或半負荷狀態(tài)，且所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率高于預(yù)期輸出功率，根據(jù)所述電流波動趨勢檢測電流波動狀態(tài)是否為異常波動狀態(tài)；若所述電流波動狀態(tài)為所述異常波動狀態(tài)，則判定為故障電流；

9、基于所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率和所述電流波動趨勢，構(gòu)建故障電流補償模型對所述故障電流進行動態(tài)補償，并依據(jù)專家經(jīng)驗調(diào)整繼電保護裝置的故障電流檢測策略。

10、優(yōu)選的，所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)包括：所述第一區(qū)域的溫度、濕度、太陽輻射強度、風(fēng)速和云量覆蓋率；

11、所述歷史發(fā)電數(shù)據(jù)包括：與所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)相同的所述指定時間內(nèi)光伏發(fā)電站的歷史輸出功率數(shù)據(jù)、歷史電流、歷史電壓和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)；

12、所述實時發(fā)電數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前時間點的實時輸出功率、實時電網(wǎng)負荷、實時電流和實時電壓。

13、優(yōu)選的，所述輸出功率預(yù)測模型包括：數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、天氣預(yù)報數(shù)據(jù)分析單元和光伏發(fā)電輸出功率初始預(yù)測單元；

14、所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元通過統(tǒng)計分析法檢測所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和所述歷史發(fā)電數(shù)據(jù)中的異常值并剔除；將所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和所述歷史發(fā)電數(shù)據(jù)按時間序列對齊；

15、所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)分析單元提取所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中與光伏發(fā)電輸出功率相關(guān)的特征，得到天氣特征；所述天氣特征包括：累計太陽輻射強度、過去n天的日平均溫度、日平均云量覆蓋率和日平均濕度；

16、所述光伏發(fā)電輸出功率初始預(yù)測單元通過lstm模型根據(jù)所述天氣特征和所述歷史發(fā)電數(shù)據(jù)對光伏發(fā)電數(shù)據(jù)功率進行預(yù)測，得到初始預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率。

17、優(yōu)選的，利用所述實時發(fā)電數(shù)據(jù)對所述輸出功率預(yù)測模型進行動態(tài)更新，得到更新后的所述輸出功率預(yù)測模型；通過更新后的所述輸出功率預(yù)測模型對未來光伏發(fā)電輸出功率進行實時預(yù)測，得到預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率；具體過程包括：

18、通過比較所述實時發(fā)電數(shù)據(jù)中的實時輸出功率和初始預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率，計算發(fā)電功率誤差；

19、根據(jù)所述發(fā)電功率誤差使用滑動窗口法更新所述輸出功率預(yù)測模型；所述更新的頻率為每兩小時更新一次；

20、通過更新后的所述輸出功率預(yù)測模型根據(jù)當(dāng)前時間點和未來時段的所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，實時計算未來光伏發(fā)電輸出功率，得到所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率。

21、優(yōu)選的，根據(jù)所述負荷變化趨勢判斷負荷狀態(tài)的具體流程為：根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的負荷需求與歷史負荷均值計算獲得負荷偏差；對所述負荷變化趨勢進行一階微分，得到負荷變化速率；根據(jù)所述負荷偏差和所述負荷變化速率，設(shè)定負荷狀態(tài)閾值進行負荷狀態(tài)判斷。

22、優(yōu)選的，根據(jù)所述電流波動趨勢檢測電流波動是否處于異常波動狀態(tài)的具體流程為：通過所述實時發(fā)電數(shù)據(jù)中的實時電流計算得到實時電流波動幅度均值；根據(jù)歷史電流計算得到歷史電流波動幅度均值；通過比較所述實時電流波動幅度均值和所述歷史電流波動幅度均值，判定所述電流波動是否超出預(yù)設(shè)正常范圍；若所述電流波動超出所述預(yù)設(shè)正常范圍，則判定為異常波動狀態(tài)。

23、優(yōu)選的，所述故障電流補償模型包括：故障電流數(shù)據(jù)輸入層、動態(tài)補償層和繼電保護策略調(diào)整層；

24、所述故障電流數(shù)據(jù)輸入層將所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率、所述電流波動趨勢和電流偏差輸入所述故障電流補償模型；其中，所述電流偏差通過計算實時電流和預(yù)測電流之間的差值得到；

25、所述動態(tài)補償層根據(jù)所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率、所述電流波動趨勢和所述電流偏差計算故障電流補償量；

26、所述繼電保護策略調(diào)整層根據(jù)所述故障電流補償量調(diào)整繼電保護裝置的靈敏度和故障電流檢測閾值。

27、優(yōu)選的，所述故障電流補償量的計算公式為：

28、△i＝k1·f(p)+k2·△ivolatility+k3·△ioffset；

29、

30、其中，△i為故障電流補償量；k1為輸出功率差值等效電流補償系數(shù)；f(p)為將輸出功率差值轉(zhuǎn)化為等效電路的函數(shù)；p為輸出功率差值；k2為電流波動幅度補償系數(shù)；△ivolatility為電流波動幅度；k3為電流偏差補償系數(shù)；△ioffset為電流偏差；pforecast為預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率；pactual為實時光伏發(fā)電輸出功率；vactual為實時電壓；α為實時電壓調(diào)整系數(shù)；iactual為實時電流。

31、一種自適應(yīng)太陽能光伏發(fā)電站并網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括：

32、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取第一區(qū)域的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電站的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)；通過智能傳感器采集光伏發(fā)電站的實時發(fā)電數(shù)據(jù)；

33、輸出功率預(yù)測模塊，用于基于所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和所述歷史發(fā)電數(shù)據(jù)訓(xùn)練輸出功率預(yù)測模型；利用所述實時發(fā)電數(shù)據(jù)對所述輸出功率預(yù)測模型進行動態(tài)更新，得到更新后的所述輸出功率預(yù)測模型；通過更新后的所述輸出功率預(yù)測模型對未來光伏發(fā)電輸出功率進行實時預(yù)測，得到預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率；

34、輸出功率分析模塊，用于結(jié)合當(dāng)前電網(wǎng)的負荷需求，對所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率進行分析，得到電流波動趨勢和負荷變化趨勢；

35、故障電流判定模塊，用于通過所述負荷變化趨勢、所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率和所述電流波動趨勢對電流波動狀態(tài)進行判定；具體的判定流程為：

36、根據(jù)所述負荷變化趨勢判斷負荷狀態(tài)；若所述負荷狀態(tài)為低負荷和/或半負荷狀態(tài)，且所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率高于預(yù)期輸出功率，根據(jù)所述電流波動趨勢檢測電流波動狀態(tài)是否為異常波動狀態(tài)；若所述電流波動狀態(tài)為所述異常波動狀態(tài)，則判定為故障電流；

37、故障電流檢測策略調(diào)整模塊，用于基于所述預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率和所述電流波動趨勢，構(gòu)建故障電流補償模型對所述故障電流進行動態(tài)補償，并依據(jù)專家經(jīng)驗調(diào)整繼電保護裝置的故障電流檢測策略。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

39、1、本發(fā)明提出了一種輸出功率預(yù)測模型對未來光伏發(fā)電輸出功率進行實時預(yù)測，通過獲取天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、歷史發(fā)電數(shù)據(jù)以及實時發(fā)電數(shù)據(jù)，動態(tài)構(gòu)建和更新輸出功率預(yù)測模型，可以顯著提升光伏發(fā)電功率預(yù)測的精度，使系統(tǒng)能夠快速適應(yīng)環(huán)境變化；實時預(yù)測未來功率輸出，輔助電網(wǎng)進行精準(zhǔn)負荷管理和優(yōu)化調(diào)度，降低并網(wǎng)波動對電網(wǎng)運行的沖擊；為繼電保護靈敏度調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持，提升故障檢測在低負荷或異常電流波動狀態(tài)下的精準(zhǔn)性，有效解決了因為光伏發(fā)電波動性強而導(dǎo)致的功率輸出預(yù)測不精準(zhǔn)的難題，為電網(wǎng)運行提供了更加穩(wěn)定可靠的技術(shù)支持。

40、2、本發(fā)明提出一種基于負荷變化趨勢和光伏發(fā)電輸出功率分析的故障電流檢測方法，該方法通過實時分析負荷變化趨勢和光伏發(fā)電輸出功率的預(yù)測值，能夠準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)的負荷狀態(tài)，并結(jié)合電流波動趨勢判斷電流是否處于異常波動狀態(tài)。這種基于預(yù)測功率與負荷變化的分析，有助于精確識別故障電流，避免因負荷變化引發(fā)的誤報警和漏報，提高故障電流的檢測準(zhǔn)確性和系統(tǒng)響應(yīng)速度，為后續(xù)通過故障電流補償模型對故障電流進行動態(tài)補償提供了高效可靠的故障電流檢測支持。

41、3、本發(fā)明提出了一種基于預(yù)測光伏發(fā)電輸出功率和電流波動趨勢構(gòu)建故障電流補償模型，并動態(tài)調(diào)整繼電保護裝置的故障電流檢測策略，有助于實現(xiàn)更加精準(zhǔn)和智能的故障電流檢測。該方法能夠根據(jù)光伏發(fā)電輸出功率的預(yù)測值與電流波動趨勢，自動調(diào)整繼電保護系統(tǒng)的靈敏度，以應(yīng)對由于光伏發(fā)電波動而引起的電流變化，確保在低負荷或高負荷狀態(tài)下也能準(zhǔn)確檢測到故障電流。這種動態(tài)補償機制可以減少光伏發(fā)電站繼電保護系統(tǒng)誤動作和漏動作的風(fēng)險，提高系統(tǒng)的可靠性，避免因電流波動引發(fā)的不必要的保護動作或無法及時檢測到的故障，進而保障光伏發(fā)電站的穩(wěn)定并網(wǎng)運行，同時優(yōu)化電網(wǎng)的整體安全性與穩(wěn)定性。