本发明涉及光伏发电,尤其涉及一种基于云平台的光伏并网发电控制方法及相关装置。
背景技术:
1、随着可持续发展概念的提出,太阳能光伏发电作为一种清洁的可再生能源得到了广泛的应用,对此,光伏发电的并网化成为了研究重点。在目前的光伏并网发电控制中,较少会考虑环境数据对光伏发电的稳态影响,导致光伏发电受到环境条件的影响较大,使光伏发电存在间歇性和不稳定的情况。对于光伏发电系统的并网连接,通常会进行电网的线路运行状态分析,但目前电网的线路运行状态分析通常仅考虑到电网的节点负荷,而并未考虑到电网的节点潮流,导致对电网线路运行状态分析的不全面,无法准确反映电网状态,进而导致所匹配的发电节点的可靠性不高,影响光伏并网发电的稳定性。在建立光伏发电系统的并网连接后,需要实时采集发电数据进行分析,而谐振分析是其中十分重要的一环,目前的谐振分析主要通过系统建模来进行谐振分析,但该方式存在分析效率低和谐振分析结果准确率不高的问题。同时,目前的光伏发电并网控制中并未考虑到基波电压期望值对光伏并网发电中逆变器的调节影响,缺乏基波电压期望值的分析,使逆变器的调节可靠性不足,电能质量得不到有效的提升,导致光伏并网发电控制未能达到预期效果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,本发明提供了一种基于云平台的光伏并网发电控制方法及相关装置,提高光伏并网发电的可靠性,使光伏并网发电控制达到更为理想的效果。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于云平台的光伏并网发电控制方法,所述方法包括:
3、获取实时环境数据,基于所述实时环境数据进行光伏稳态发电分析,获得光伏稳态发电分析结果;
4、构建电网潮流模型,基于所述电网潮流模型进行电网的线路运行状态分析,获得线路运行状态分析结果;
5、基于所述线路运行状态分析结果和光伏稳态发电分析结果对光伏发电系统进行节点匹配,获得目标发电节点,并基于所述目标发电节点建立光伏发电系统的并网连接;
6、在建立光伏发电系统的并网连接后,基于数据采集设备采集实时并网发电数据,并将所述实时并网发电数据传输至云平台;
7、所述云平台基于状态空间矩阵和导纳矩阵利用所述实时并网发电数据进行谐振分析,获得谐振分析结果,并基于所述谐振分析结果生成谐振调制方案;
8、基于所述实时并网发电数据利用雅可比矩阵生成基波电压期望值;
9、所述云平台基于所述谐振调制方案生成谐振调制控制指令,基于所述谐振调制控制指令进行模块化逆变器的参数调整,并基于所述基波电压期望值生成模块投切指令,基于所述模块投切指令进行模块化逆变器的模块投切。
10、可选的,所述基于所述实时环境数据进行光伏稳态发电分析,获得光伏稳态发电分析结果,包括:
11、获取光伏放电影响记录数据集,并对所述光伏放电影响记录数据集进行数值化处理,获得数值化光伏放电影响记录数据集;
12、基于所述数值化光伏放电影响记录数据集构建特征矩阵,并基于所述特征矩阵获取光源时序特征向量和温度时序特征向量;
13、基于所述光源时序特征向量和温度时序特征向量生成若干个光伏发电环境影响因子,并对若干个光伏发电环境影响因子进行评估,获得对应的光伏发电环境影响特征值;
14、基于若干个光伏发电环境影响因子和对应的光伏发电环境影响特征值构建稳态分析网络;
15、基于所述稳态分析网络利用所述实时环境数据进行光源变化预测和温升程度预测,获得光源变化预测信息和温升程度预测信息,并基于所述光源变化预测信息和温升程度预测信息进行光伏稳态发电分析,获得光伏稳态发电分析结果。
16、可选的,所述构建电网潮流模型,基于所述电网潮流模型进行电网的线路运行状态分析,获得线路运行状态分析结果,包括:
17、获取目标电网架构,基于所述目标电网架构生成电力潮流拓扑结构,并基于所述电力潮流拓扑结构构建电网潮流模型;
18、基于所述电网潮流模型利用电网网架节点总数和节点负荷生成节点负荷矩阵,并基于所述电网潮流模型利用线路潮流生成节点潮流矩阵;
19、获取电网元件时序转换图,并基于所述电网元件时序转换图利用所述节点负荷矩阵和节点潮流矩阵进行电网的线路运行状态分析,获得线路运行状态分析结果。
20、可选的,所述基于所述线路运行状态分析结果和光伏稳态发电分析结果对光伏发电系统进行节点匹配,获得目标发电节点,包括:
21、基于所述线路运行状态分析结果和光伏稳态发电分析结果生成节点规划模型;
22、基于寻优算法利用所述节点规划模型生成节点规划方案,基于所述节点规划方案生成对应的博弈树,并基于所述博弈树确定对应的优化路径;
23、构建评价适应度函数,基于所述评价适应度函数对所述节点规划方案进行分流充电和并网连接的寻优评价,获得分流充电的寻优评价结果和并网连接的寻优评价结果;
24、基于所述优化路径、分流充电的寻优评价结果和并网连接的寻优评价结果对所述节点规划方案进行优化,获得优化节点规划方案,并基于所述优化节点规划方案对光伏发电系统进行节点匹配,获得目标发电节点。
25、可选的,所述基于状态空间矩阵和导纳矩阵利用所述实时并网发电数据进行谐振分析,获得谐振分析结果,包括:
26、获取光伏发电系统的并网连接的运行链路参数和模块化逆变器的运行参数;
27、基于所述光伏发电系统的并网连接的运行链路参数和模块化逆变器的运行参数构建状态空间矩阵和导纳矩阵;
28、计算所述状态空间矩阵的左特征向量和右特征向量,基于所述左特征向量和右特征向量获取谐振参与因子;
29、计算所述导纳矩阵的特征值和特征向量,并基于所述导纳矩阵的特征值和特征向量生成模态阻抗曲线;
30、基于所述谐振参与因子和模态阻抗曲线利用所述实时并网发电数据进行谐振分析,获得谐振分析结果。
31、可选的,所述基于所述实时并网发电数据利用雅可比矩阵生成基波电压期望值,包括:
32、计算光伏发电系统的雅可比矩阵,并基于所述雅可比矩阵计算增益矩阵谱;
33、基于所述实时并网发电数据计算轴电流分量,并计算轴电流分量与有功电流参考值的第一差值,计算轴电流分量与无功电流参考值的第二差值;
34、基于所述第一差值和第二差值利用所述增益矩阵谱确定基波电压期望值。
35、可选的,所述基于所述谐振调制控制指令进行模块化逆变器的参数调整,包括:
36、基于所述谐振调制控制指令对所述模块化逆变器进行虚拟电阻、等效虚拟电感和虚拟电容的调整。
37、另外,本发明还提供了一种基于云平台的光伏并网发电控制装置,所述装置包括:
38、光伏稳态发电分析模块:用于获取实时环境数据,基于所述实时环境数据进行光伏稳态发电分析,获得光伏稳态发电分析结果;
39、线路运行状态分析模块:用于构建电网潮流模型,基于所述电网潮流模型进行电网的线路运行状态分析,获得线路运行状态分析结果;
40、节点匹配模块:用于基于所述线路运行状态分析结果和光伏稳态发电分析结果对光伏发电系统进行节点匹配,获得目标发电节点,并基于所述目标发电节点建立光伏发电系统的并网连接;
41、数据采集和传输模块:用于在建立光伏发电系统的并网连接后,基于数据采集设备采集实时并网发电数据,并将所述实时并网发电数据传输至云平台;
42、谐振分析模块:用于所述云平台基于状态空间矩阵和导纳矩阵利用所述实时并网发电数据进行谐振分析,获得谐振分析结果,并基于所述谐振分析结果生成谐振调制方案;
43、基波电压期望值生成模块:用于基于所述实时并网发电数据利用雅可比矩阵生成基波电压期望值;
44、模块化逆变器调整模块:用于所述云平台基于所述谐振调制方案生成谐振调制控制指令,基于所述谐振调制控制指令进行模块化逆变器的参数调整,并基于所述基波电压期望值生成模块投切指令,基于所述模块投切指令进行模块化逆变器的模块投切。
45、另外,本发明还提供了一种电子设备,所述电子设备包括处理器及存储器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于调用所述存储器中的指令,使得所述电子设备执行上述的基于云平台的光伏并网发电控制方法。
46、另外,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,当所述计算机指令在电子设备上运行时,使得所述电子设备执行上述的基于云平台的光伏并网发电控制方法。
47、在本发明实施例中,基于稳态分析网络利用实时环境数据进行光源变化预测和温升程度预测以进行光伏稳态发电分析,将环境的光源变化和温度变化加入光伏稳态发电分析中,极大地降低了环境条件对光伏发电的影响,提高光伏发电的稳定性。基于电网元件时序转换图利用节点负荷矩阵和节点潮流矩阵进行电网的线路运行状态分析,能够更为全面且准确地分析电网的线路运行状态,更为准确地反映电网状态。基于由优化路径、分流充电的寻优评价结果和并网连接的寻优评价结果所生成的优化节点规划方案对光伏发电系统进行节点匹配,提高发电节点匹配的准确性,使所建立的光伏发电系统的并网连接更为可靠。云平台基于由状态空间矩阵所生成的谐振参与因子和导纳矩阵所生成的模态阻抗曲线利用实时并网发电数据进行谐振分析,提高了谐振分析效率,同时还提高了谐振分析的准确性,使谐振分析结果更为贴近实际情况,进而能够更好地调整模块化逆变器的参数,进一步提高光伏发电的稳定性。基于由实时并网发电数据计算的轴电流分量利用增益矩阵谱确定基波电压期望值,根据基波电压期望值进行模块化逆变器的模块投切,电能质量能够得到有效的提升,使其输出能够满足电网电能质量要求,从而使光伏并网发电控制达到更为理想的效果。
1.一种基于云平台的光伏并网发电控制方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法,其特征在于,所述基于所述实时环境数据进行光伏稳态发电分析,获得光伏稳态发电分析结果,包括:
3.根据权利要求1所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法,其特征在于,所述构建电网潮流模型,基于所述电网潮流模型进行电网的线路运行状态分析,获得线路运行状态分析结果,包括:
4.根据权利要求1所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法,其特征在于,所述基于所述线路运行状态分析结果和光伏稳态发电分析结果对光伏发电系统进行节点匹配,获得目标发电节点,包括:
5.根据权利要求1所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法,其特征在于,所述基于状态空间矩阵和导纳矩阵利用所述实时并网发电数据进行谐振分析,获得谐振分析结果,包括:
6.根据权利要求1所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法,其特征在于,所述基于所述实时并网发电数据利用雅可比矩阵生成基波电压期望值,包括:
7.根据权利要求1所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法,其特征在于,所述基于所述谐振调制控制指令进行模块化逆变器的参数调整,包括:
8.一种基于云平台的光伏并网发电控制装置,其特征在于,所述装置包括:
9.一种电子设备,所述电子设备包括处理器及存储器,其特征在于,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于调用所述存储器中的指令,使得所述电子设备执行如权利要求1至权利要求7中任一项所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,当所述计算机指令在电子设备上运行时,使得所述电子设备执行如权利要求1至权利要求7中任一项所述的基于云平台的光伏并网发电控制方法。