本發(fā)明涉及新能源發(fā)電技術(shù)中的光伏發(fā)電狀態(tài)評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)及評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

狀態(tài)估計(jì)是電力系統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)行控制的重要基礎(chǔ)，已經(jīng)成為能量管理系統(tǒng)的核心模塊。預(yù)測系統(tǒng)未來一段時(shí)間可能的運(yùn)行狀態(tài)和變化趨勢是狀態(tài)估計(jì)的一項(xiàng)基本功能，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)調(diào)度運(yùn)行提供輔助決策。早期，利用固定參數(shù)模型難以滿足系統(tǒng)負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性描述的要求，狀態(tài)預(yù)測性能和精度較低，導(dǎo)致狀態(tài)預(yù)測的應(yīng)用受到限制。隨著超短期負(fù)荷預(yù)測技術(shù)發(fā)展和精度提升，將超短期負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)引入狀態(tài)估計(jì)，狀態(tài)預(yù)測精度大幅提高，其實(shí)用性也得到大幅提升。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的邊界條件相對(duì)可控，是較為確定的。新能源發(fā)電并網(wǎng)會(huì)引入不確定性，當(dāng)新能源發(fā)電滲透率還較低時(shí)，通常將新能源發(fā)電當(dāng)做負(fù)負(fù)荷，視為PQ節(jié)點(diǎn)處理。然而，近年，國內(nèi)新能源發(fā)電迅猛發(fā)展，截至2015年底，我國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)約1.29億千瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)4318萬千瓦，其中，在甘肅、新疆、內(nèi)蒙古等部分省區(qū)，新能源發(fā)電滲透率已經(jīng)超過30％，新能源發(fā)電的不確定性對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響已經(jīng)顯現(xiàn)，包括調(diào)峰調(diào)頻難度增加、電壓控制難度增大、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)提升等。根據(jù)規(guī)劃，至2020年，我國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到2億千瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1億千瓦，上述問題將更加嚴(yán)峻。

新能源發(fā)電滲透率如此之高，傳統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的確定性邊界條件將不再適用，極大制約了狀態(tài)估計(jì)應(yīng)用于含有大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電力系統(tǒng)。因此，考慮新能源發(fā)電的不確定性，研究適應(yīng)大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)模型及相應(yīng)技術(shù)是亟需解決的重要問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)及評(píng)估方法，本發(fā)明能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行方式及發(fā)電計(jì)劃制定的準(zhǔn)確性，提升電網(wǎng)對(duì)光伏發(fā)電的消納能力。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述評(píng)估系統(tǒng)包括依次連接的數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊、集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、歷史數(shù)據(jù)挖掘模塊、關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估模塊、光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊、光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測模塊和調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊，光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊和光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測模塊均與調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊連接。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊采用數(shù)據(jù)采集與通訊終端實(shí)現(xiàn)；

在光伏電池組件裝設(shè)傳感器監(jiān)測電池運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)裝設(shè)數(shù)據(jù)采集與通訊終端，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；在光伏逆變器、匯流箱、無功補(bǔ)償裝置和升壓變壓器裝設(shè)數(shù)據(jù)采集與通訊終端，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；在饋線開關(guān)及并網(wǎng)開關(guān)裝設(shè)狀態(tài)監(jiān)測采集與通訊終端，并將開關(guān)狀態(tài)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。

進(jìn)一步地，所述集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括數(shù)據(jù)庫，其中數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)光伏電池組件測試與運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏逆變器測試與運(yùn)行數(shù)據(jù)、匯流箱運(yùn)行數(shù)據(jù)、無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)、升壓變運(yùn)行數(shù)據(jù)和氣象預(yù)測數(shù)據(jù)；

所述集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于接收光伏發(fā)電站各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集與通訊終端上傳的數(shù)據(jù)，分析不同設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一；完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一后，對(duì)不同設(shè)備采集的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，剔除冗余數(shù)據(jù)；設(shè)定異常識(shí)別判據(jù)，識(shí)別異常數(shù)據(jù)，并對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充與修復(fù)；將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)按統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存入數(shù)據(jù)庫中。

進(jìn)一步地，所述歷史數(shù)據(jù)挖掘模塊，用于分析影響光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行的關(guān)鍵因素，通過對(duì)光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置的測試數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，建立不同關(guān)鍵因素和光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行特性的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立特征庫，并根據(jù)運(yùn)行特性的特征和規(guī)律分類建模。

進(jìn)一步地，所述的關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估模塊，用于基于歷史數(shù)據(jù)挖掘模塊生成的光伏電池組件、逆變器、匯流箱關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行特性的規(guī)律及特征，通過實(shí)時(shí)提取不同設(shè)備關(guān)鍵特征匹配輔助識(shí)別設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊，包括光伏發(fā)電站信息集成模塊和光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊；

所述光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊用于實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電站信息集成、光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)、光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、參數(shù)估計(jì)和不良數(shù)據(jù)辨識(shí)及修復(fù)功能；

所述光伏發(fā)電站信息集成模塊能夠?qū)崿F(xiàn)SCADA數(shù)據(jù)、PMU數(shù)據(jù)、測控保護(hù)數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修信息和設(shè)備運(yùn)行特征信息的融合；

所述光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊利用融合后的光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電站靜態(tài)模型及參數(shù)實(shí)施狀態(tài)估計(jì)得到光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)，并辨識(shí)和修復(fù)不良數(shù)據(jù)得到熟數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測模塊，利用氣象預(yù)測數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修計(jì)劃信息和開關(guān)故障概率模型實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電設(shè)備及光伏發(fā)電站站運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測、光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)測及參數(shù)修正和光伏發(fā)電站功率調(diào)節(jié)能力評(píng)估功能。

進(jìn)一步地，所述的調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊，包括：調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)EMS信息拼接模塊、全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊和全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模塊；

所述調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊用于實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)EMS信息拼接、全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)和全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測功能；

其中，調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)信息拼接模塊用于將來自光伏發(fā)電站的實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)信息有效銜接，組成全網(wǎng)拓?fù)洳⑸上鄳?yīng)的參數(shù)；

所述全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊基于全網(wǎng)拓?fù)?、各光伏發(fā)電站狀態(tài)信息和電網(wǎng)其它量測信息實(shí)時(shí)全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)；

所述全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測模塊結(jié)合光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、發(fā)電機(jī)組及設(shè)備檢修計(jì)劃信息實(shí)施全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測。

本發(fā)明還提供一種如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)的評(píng)估方法，其改進(jìn)之處在于，所述評(píng)估方法包括下述步驟：

(1)數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集；

(2)集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

(3)歷史數(shù)據(jù)挖掘；

(4)關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估；

(5)光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)；

(6)光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測；

(7)調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，數(shù)據(jù)監(jiān)測和采集采用數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊實(shí)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)監(jiān)測和采集時(shí)，在光伏電池組件裝設(shè)傳感器監(jiān)測電池運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)裝設(shè)數(shù)據(jù)采集與通訊終端，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；在光伏逆變器、匯流箱、無功補(bǔ)償裝置和升壓變壓器裝設(shè)數(shù)據(jù)采集與通訊終端，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；在饋線開關(guān)及并網(wǎng)開關(guān)裝設(shè)狀態(tài)監(jiān)測采集與通訊終端，并將開關(guān)狀態(tài)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)，集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊接收光伏發(fā)電站各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測采集與通訊終端上傳的數(shù)據(jù)，分析不同設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一；完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一后，對(duì)不同設(shè)備采集的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，剔除冗余數(shù)據(jù)；設(shè)定異常識(shí)別判據(jù)，識(shí)別異常數(shù)據(jù)，并對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充與修復(fù)；最終，將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)按統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存入數(shù)據(jù)庫中。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，歷史數(shù)據(jù)挖掘采用歷史數(shù)據(jù)挖掘模塊實(shí)現(xiàn)，所述歷史數(shù)據(jù)挖掘模塊分析影響光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵因素(如太陽輻照、溫度、電壓、電流等)，通過對(duì)上述設(shè)備的測試數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，建立不同關(guān)鍵因素和上述設(shè)備運(yùn)行特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立特征庫，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行特征和規(guī)律分類建模。

進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估采用關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估模塊實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估模塊基于光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵特征與特征庫里的特征匹配，識(shí)別不同設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)采用光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)，光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊對(duì)SCADA數(shù)據(jù)、PMU數(shù)據(jù)、測控保護(hù)數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修信息和設(shè)備運(yùn)行特征信息進(jìn)行融合，利用融合后的光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電站靜態(tài)模型及參數(shù)實(shí)施狀態(tài)估計(jì)得到光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)，并辨識(shí)和修復(fù)不良數(shù)據(jù)得到熟數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述步驟(6)中，光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測采用光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測實(shí)現(xiàn)，光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測模塊利用氣象預(yù)測數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修計(jì)劃信息和開關(guān)故障概率模型實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電設(shè)備及光伏發(fā)電站站運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測、光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)測、參數(shù)修正和光伏發(fā)電站功率調(diào)節(jié)能力評(píng)估。

進(jìn)一步地，所述步驟(7)中，調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)采用調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)，調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊拼接來自光伏發(fā)電站的實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)信息，組成全網(wǎng)拓?fù)洳⑸上鄳?yīng)的參數(shù)，開展全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)和狀態(tài)預(yù)測；其中：全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)基于全網(wǎng)拓?fù)?、各光伏發(fā)電站狀態(tài)信息和電網(wǎng)其它量測信息實(shí)時(shí)全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)；全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)合光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、發(fā)電機(jī)組及設(shè)備檢修計(jì)劃信息實(shí)施全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是：

本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠有效地將終端數(shù)據(jù)采集、設(shè)備狀態(tài)評(píng)估、電站狀態(tài)評(píng)估和全網(wǎng)狀態(tài)評(píng)估有機(jī)連接；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊采用數(shù)據(jù)采集與通訊終端實(shí)現(xiàn)，具有異常數(shù)據(jù)識(shí)別與修復(fù)功能，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效濾波，剔除壞數(shù)據(jù)，維護(hù)入庫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性；能夠通過對(duì)不同設(shè)備的測試數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，建立不同關(guān)鍵因素和光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行特性的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立特征庫，并根據(jù)運(yùn)行特性的特征和規(guī)律分類建模，通過關(guān)鍵特征匹配提高狀態(tài)評(píng)估的魯棒性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。

實(shí)施例1

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明從估計(jì)對(duì)象和時(shí)間兩個(gè)維度，提供了一種光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)估計(jì)架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)含新能源發(fā)電電網(wǎng)的準(zhǔn)確狀態(tài)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電模型參數(shù)的在線識(shí)別與修正，準(zhǔn)確評(píng)估光伏發(fā)電站的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)性能掌握其對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)支撐能力。在對(duì)象維度，采用光伏發(fā)電站-調(diào)度中心兩層的分層狀態(tài)估計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電組件、光伏發(fā)電單元、光伏發(fā)電站和電網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估；在時(shí)間維度，應(yīng)實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)等不同時(shí)間范疇信息的銜接。

本發(fā)明提供的光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，其架構(gòu)圖如圖1所示，所述系統(tǒng)包括依次連接的數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊、集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理模塊、歷史數(shù)據(jù)挖掘模塊、關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估模塊、光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊、光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測模塊和調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊，光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊和光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測模塊均與調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊連接。

所述的數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊，包括：光伏電池組件運(yùn)行監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集模塊、光伏逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊、匯流箱運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊、饋線開關(guān)及并網(wǎng)開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測與采集模塊、無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊和升壓變運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集模塊。

所述的集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理模塊，包括：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一功能、冗余數(shù)據(jù)識(shí)別及清洗功能和異常數(shù)據(jù)識(shí)別與修復(fù)功能。其中，數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)光伏電池組件測試與運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏逆變器測試與運(yùn)行數(shù)據(jù)、匯流箱運(yùn)行數(shù)據(jù)、無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)、升壓變運(yùn)行數(shù)據(jù)和氣象預(yù)測數(shù)據(jù)。

所述的歷史數(shù)據(jù)挖掘模塊，利用大數(shù)據(jù)的思維挖掘光伏電池組件、光伏逆變器、匯流箱、無功補(bǔ)償裝置等不同設(shè)備運(yùn)行特性的規(guī)律及特征。

所述的關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估模塊，基于歷史數(shù)據(jù)挖掘生成的光伏電池組件、逆變器、匯流箱等關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行特性的規(guī)律及特征，通過實(shí)時(shí)提取不同設(shè)備關(guān)鍵特征匹配輔助識(shí)別設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

所述的光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模塊，包括：光伏發(fā)電站信息集成、光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)、光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)估計(jì)和不良數(shù)據(jù)辨識(shí)及修復(fù)功能。其中，光伏發(fā)電站信息集成能夠?qū)崿F(xiàn)SCADA數(shù)據(jù)、PMU數(shù)據(jù)、測控保護(hù)數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修信息和設(shè)備運(yùn)行特征信息的融合；光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)利用融合后的光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電站靜態(tài)模型及參數(shù)實(shí)施狀態(tài)估計(jì)得到光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)，并辨識(shí)和修復(fù)不良數(shù)據(jù)得到熟數(shù)據(jù)。

所述的光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測模塊，利用氣象預(yù)測數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修計(jì)劃信息和開關(guān)故障概率模型實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電設(shè)備及光伏發(fā)電站站運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測、光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)測及參數(shù)修正和光伏發(fā)電站功率調(diào)節(jié)能力評(píng)估功能。

所述的調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)模塊，包括：調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)(EMS)信息拼接、全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)和全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測功能。其中，調(diào)度中心能量管理系統(tǒng)(EMS)信息拼接功能將來自光伏發(fā)電站的實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)信息有效銜接，組成全網(wǎng)拓?fù)洳⑸上鄳?yīng)的參數(shù)；全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)基于全網(wǎng)拓?fù)洹⒏鞴夥l(fā)電站狀態(tài)信息和電網(wǎng)其它量測信息實(shí)時(shí)全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)；全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)合光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電機(jī)組及設(shè)備檢修計(jì)劃信息實(shí)施全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測。

實(shí)施例2

為更加詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，下面列舉一具體實(shí)例。應(yīng)當(dāng)指出：本實(shí)例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)例。

本發(fā)明應(yīng)用于10MW光伏發(fā)電站，該光伏發(fā)電站共有20臺(tái)500kW光伏逆變器。根據(jù)所述條件要求，對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)配置和實(shí)施方案如下：

1、數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集

在光伏電池組件裝設(shè)傳感器監(jiān)測電池運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)裝設(shè)數(shù)據(jù)采集與通訊終端，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；在光伏逆變器、匯流箱、無功補(bǔ)償裝置和升壓變壓器裝設(shè)數(shù)據(jù)采集與通訊終端，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；在饋線開關(guān)及并網(wǎng)開關(guān)裝設(shè)狀態(tài)監(jiān)測采集與通訊終端，并將開關(guān)狀態(tài)上傳至集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。

2、集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

接收光伏發(fā)電站各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測采集與通訊終端上傳的數(shù)據(jù)，分析不同設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一；完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一后，對(duì)不同設(shè)備采集的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，剔除冗余數(shù)據(jù)；設(shè)定異常識(shí)別判據(jù)，識(shí)別異常數(shù)據(jù)，并對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充與修復(fù)；最終，將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)按統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存入數(shù)據(jù)庫中。

3、歷史數(shù)據(jù)挖掘

分析影響光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置等設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵因素(如太陽輻照、溫度、電壓、電流等)，通過對(duì)上述設(shè)備的測試數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，建立不同關(guān)鍵因素和上述設(shè)備運(yùn)行特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立特征庫，并根據(jù)特征和規(guī)律分類建模。

4、關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估

基于光伏電池組件、逆變器、匯流箱和無功補(bǔ)償裝置等設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵特征與特征庫里的特征匹配，識(shí)別不同設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

5、光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)

對(duì)SCADA數(shù)據(jù)、PMU數(shù)據(jù)、測控保護(hù)數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修信息和設(shè)備運(yùn)行特征信息進(jìn)行融合，利用融合后的光伏發(fā)電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電站靜態(tài)模型及參數(shù)實(shí)施狀態(tài)估計(jì)得到光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)，并辨識(shí)和修復(fù)不良數(shù)據(jù)得到熟數(shù)據(jù)。

6、光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測

利用氣象預(yù)測數(shù)據(jù)、設(shè)備檢修計(jì)劃信息和開關(guān)故障概率模型實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電設(shè)備及光伏發(fā)電站站運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測、光伏發(fā)電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)預(yù)測及參數(shù)修正和光伏發(fā)電站功率調(diào)節(jié)能力評(píng)估。

7、調(diào)度中心全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)

合理拼接來自光伏發(fā)電站的實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)信息，組成全網(wǎng)拓?fù)洳⑸上鄳?yīng)的參數(shù)，開展全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)和狀態(tài)預(yù)測。全網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)基于全網(wǎng)拓?fù)洹⒏鞴夥l(fā)電站狀態(tài)信息和電網(wǎng)其它量測信息實(shí)時(shí)全網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)；全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測結(jié)合光伏發(fā)電站狀態(tài)預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電機(jī)組及設(shè)備檢修計(jì)劃信息實(shí)施全網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測。

本發(fā)明從估計(jì)對(duì)象和時(shí)間兩個(gè)維度，提供了一種光伏發(fā)電多級(jí)聯(lián)合狀態(tài)估計(jì)架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)含新能源發(fā)電電網(wǎng)的準(zhǔn)確狀態(tài)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電模型參數(shù)的在線識(shí)別與修正，準(zhǔn)確評(píng)估光伏發(fā)電站的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)性能掌握其對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)支撐能力。在對(duì)象維度，采用光伏發(fā)電站-調(diào)度中心兩層的分層狀態(tài)估計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電組件、光伏發(fā)電單元、光伏發(fā)電站和電網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估；在時(shí)間維度，應(yīng)實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)等不同時(shí)間范疇信息的銜接。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。