一種光伏并網(wǎng)安全性評價方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏并網(wǎng)安全性評價方法，包括步驟1：選取光伏電站并網(wǎng)安全性評價指標(biāo)，依據(jù)該指標(biāo)建立評價矩陣；步驟2：對評價矩陣進(jìn)行指標(biāo)同向化處理及去量綱化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)評價矩陣；步驟3：基于層次分析法確定評價矩陣和指標(biāo)權(quán)重向量；步驟4：利用優(yōu)劣解距離法計算各光伏電站對應(yīng)的相對接近度，并通過相對接近度的排序?qū)崿F(xiàn)對光伏電站并網(wǎng)安全性的綜合評價。本發(fā)明能全面、客觀地評價光伏電站并網(wǎng)的安全運(yùn)行情況，為電力部門對光伏發(fā)電并網(wǎng)安全性情況提供了評價依據(jù)。
【專利說明】一種光伏并網(wǎng)安全性評價方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光伏并網(wǎng)安全性評價【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種光伏并網(wǎng)安全性評價方法， 具體涉及一種基于層次分析法和優(yōu)劣解距離法的光伏并網(wǎng)安全性評價方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)展分布式光伏發(fā)電對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)能源供應(yīng)多元化、應(yīng)對氣候變化、 保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的作用，同時也是落實科學(xué)發(fā)展觀、 建設(shè)資源節(jié)約型社會的基本要求。從太陽能光伏發(fā)電的快速發(fā)展和光伏電站高事故率看， 太陽能利用的安全性十分重要。太陽能利用的安全性不僅會對電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性造成很大影 響，而且會在一定程度上限制光伏發(fā)電的發(fā)展。同時，由于光伏發(fā)電的間歇性和地區(qū)太陽能 的差異性，不同光伏電站并網(wǎng)的安全性難以比較。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于層次分析法和優(yōu)劣解距離法 的光伏并網(wǎng)安全性評價方法，該方法全面、客觀地評價光伏電站并網(wǎng)的安全運(yùn)行情況，為電 力部門對光伏發(fā)電并網(wǎng)安全性情況提供了評價依據(jù)。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于，包括以 下步驟：
[0005] 步驟1 :選取光伏電站并網(wǎng)安全性評價指標(biāo)，依據(jù)該指標(biāo)建立評價矩陣；
[0006] 步驟2 :對評價矩陣進(jìn)行指標(biāo)同向化處理及去量綱化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)評價矩陣；
[0007] 步驟3 :基于層次分析法確定評價矩陣和指標(biāo)權(quán)重向量；
[0008] 步驟4 :利用優(yōu)劣解距離法計算各光伏電站對應(yīng)的相對接近度，并通過相對接近 度的排序?qū)崿F(xiàn)對光伏電站并網(wǎng)安全性的綜合評價。
[0009] 作為優(yōu)選，步驟1中所述的光伏電站并網(wǎng)安全性評價指標(biāo)包括光伏消納容量限 制、短路電流增長率、諧波畸變率、電壓合格率、電壓波動率、SVC/SVG動態(tài)響應(yīng)性能；其中：
[0010] (1)光伏消納容量：為了實現(xiàn)分布式光伏電站安全并網(wǎng)運(yùn)行，國家電網(wǎng)對光伏消 納容量作出了相關(guān)規(guī)定；其中單點光伏消納容量根據(jù)分布式光伏典型設(shè)計準(zhǔn)則來確定；光 伏T接時，各線路的光伏容量不宜超過線路所帶的最大負(fù)荷的60%，光伏采用專線接入時， 其容量采用典型設(shè)計中規(guī)定的6MW;變電站光伏消納容量不得超過變電站所帶最大負(fù)荷的 25%；
[0011] (2)短路電流增長率：電網(wǎng)短路電流增長率計算公式如下
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 一種光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1:選取光伏電站并網(wǎng)安全性評價指標(biāo)，依據(jù)該指標(biāo)建立評價矩陣； 步驟2 :對評價矩陣進(jìn)行指標(biāo)同向化處理及去量綱化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)評價矩陣； 步驟3 :基于層次分析法確定評價矩陣和指標(biāo)權(quán)重向量； 步驟4 :利用優(yōu)劣解距離法計算各光伏電站對應(yīng)的相對接近度，并通過相對接近度的 排序?qū)崿F(xiàn)對光伏電站并網(wǎng)安全性的綜合評價。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于：步驟1中所述的光 伏電站并網(wǎng)安全性評價指標(biāo)包括光伏消納容量限制、短路電流增長率、諧波畸變率、電壓合 格率、電壓波動率、SVC/SVG動態(tài)響應(yīng)性能；其中： (1) 光伏消納容量：為了實現(xiàn)分布式光伏電站安全并網(wǎng)運(yùn)行，單點光伏消納容量根據(jù) 分布式光伏典型設(shè)計準(zhǔn)則來確定；光伏T接時，各線路的光伏容量不宜超過線路所帶的最 大負(fù)荷的60%，光伏采用專線接入時，其容量采用典型設(shè)計中規(guī)定的6MW ;變電站光伏消納 容量不得超過變電站所帶最大負(fù)荷的25% ; (2) 短路電流增長率：電網(wǎng)短路電流增長率計算公式如下
其中，Iae為光伏接入前短路電流；Ibe為光伏接入后短路電流；IUP%為短路電流增長 率； (3) 諧波畸變率：諧波畸變率的計算公式如下
其中Ub為電壓總諧波含量，THD為諧波畸變率，U1為基波電壓有效值，Un為各次諧波電 壓有效值，n從2取到無窮大； (4) 電壓合格率：電壓合格率的計算公式如下
其中，U%表不電壓合格率J1表不電壓超限時間；T2表不電壓檢測總時間； (5) 電壓波動率：電壓波動率的計算公式如下
其中，|Ut|表示電壓波動差值的絕對值，Utl表示電壓時值，UV%表示電壓波動率； (6) SVC/SVG動態(tài)響應(yīng)性能：根據(jù)并網(wǎng)點的電壓變化，判斷動態(tài)無功補(bǔ)償裝置SVC/SVG 在在電壓變化后的持續(xù)運(yùn)行時間能否滿足規(guī)程要求；記錄一個月內(nèi)無功補(bǔ)償裝置的達(dá)標(biāo)情 況，可實現(xiàn)一個月內(nèi)對無功補(bǔ)償裝置的評價，評價指標(biāo)RP為：RP = G/H ;其中RP表示達(dá)標(biāo) 率，G代表單位時間內(nèi)的達(dá)標(biāo)次數(shù)，H表示需要補(bǔ)償?shù)目偞螖?shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于：步驟1中所述的建 立評價矩陣，其評價矩陣Y = (Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6)，Y1為光伏消納容量限制，Y2為短路電流增 長率，Y3為諧波畸變率，Y4為電壓合格率，Y5為電壓波動率，Y 6為SVC/SVG動態(tài)響應(yīng)性能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于：步驟2中所述的對 評價矩陣進(jìn)行指標(biāo)同向化處理，其具體實現(xiàn)過程是首先構(gòu)造矩陣Y' = (yipmXn，其中m為 評價指標(biāo)的數(shù)目，n為評價個體的數(shù)目；因短路電流增長率、諧波畸變率、電壓波動率為負(fù) 指標(biāo)，故對其進(jìn)行同向化處理轉(zhuǎn)化為正指標(biāo)；負(fù)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為正指標(biāo)的計算公式如下：
其中，Yij表示進(jìn)行指標(biāo)同向化的矩陣元素，max Yi表示指標(biāo)向量Yi中元素的最大值，k 值取0. 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于：步驟2中所述的對 評價矩陣進(jìn)行去量綱化處理，其具體過程是對矩陣Y' i進(jìn)行無量綱化處理，化為標(biāo)準(zhǔn)矩陣 Y" i;其中進(jìn)行去量綱化處理的矩陣元素y" u計算方式如下
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于：步驟3中所述的基 于層次分析法確定評價矩陣和指標(biāo)權(quán)重向量，其具體實現(xiàn)包括以下子步驟： 步驟3. 1 :確定目標(biāo)和評價因素：選取光伏電站運(yùn)行的6個評價指標(biāo)，則評價向量u = Iu1, U2,......，U6} !U1, U2,......，U6分別表示步驟1中所述的6個評價指標(biāo)； 步驟3. 2 :構(gòu)造判斷矩陣S = (Uu)pxp，其中P為指標(biāo)個數(shù)； 步驟3. 3 :計算判斷矩陣S的最大特征根A _，及其對應(yīng)的特征向量A，特征向量A為個 評價因素的重要性排序，即為個評價指標(biāo)權(quán)重分配； 步驟3. 4 :判斷矩陣S的一致性檢驗；確定一致性指標(biāo)Cl = U _-n) An-I)以及平均 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，即CI的均值；當(dāng)隨機(jī)一致性比率
時，則層次分析排序 的結(jié)果滿足一致性，及各判斷指標(biāo)權(quán)重分配是合理的；否則，要重新對判斷矩陣的評價元素 取值并重新分配各指標(biāo)權(quán)重值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏并網(wǎng)安全性評價方法，其特征在于：步驟4中所述的優(yōu) 劣解距離法指的是在空間確定參考點，其中包括最優(yōu)點和最劣點，然后計算各個評價對象 與參考點的距離，與最優(yōu)點越近安全性越高，與最劣點距離越遠(yuǎn)安全性越高；根據(jù)優(yōu)劣解距 離法計算樣本點到最優(yōu)樣本點的相對接近度，最后通過計算得到的相對接近度排序?qū)崿F(xiàn)對 光伏并網(wǎng)安全性的評價，相對接近度求解如下：
其中，Cj表示樣本點到最優(yōu)樣本點的相對接近度；.表示樣本點到最劣點的距離； 表示樣本點到最優(yōu)點的距離； 利用層次分析法確定權(quán)重后，根據(jù)下式確定加權(quán)數(shù)據(jù)矩陣Y"': X" ' =Y" i ? Wi, i = I, 2. . .m 其中，Wi表示各評價指標(biāo)的權(quán)重； 用所有樣本中各評價指標(biāo)的最大值構(gòu)成最優(yōu)理想樣本，用個評價指標(biāo)的最小值構(gòu)成最 劣理想樣本，分別用Y+和r表示：
根據(jù)相對接近度G的大小對各評價對象排序，&越大表示評價對象與理想樣本的相對 距離越小，評價結(jié)果越好。
【文檔編號】G06F19/00GK104361250SQ201410689866
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】石少偉 申請人:武漢大學(xué)