CN108205725B - 一种光伏发电系统并网性能评估方法和装置 - Google Patents

一种光伏发电系统并网性能评估方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光伏发电系统并网性能评估方法和装置，方法包括：确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式；对光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理；建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并对光伏发电系统并网性能进行评估。充分考虑光伏发电系统的并网性能、对电网运行的影响以及操作人员安全性，将各测试项目进行分类量化并进行评估数据归一化，利用层次分析和模糊推理对光伏发电系统进行综合评估，能够更加全面、真实地评价光伏发电系统并网性能；克服了现有标准仅能对单一测试项目进行符合性评价的问题，解决了对光伏发电系统并网性能进行综合评估的难题，对后续完善国内外标准提供方法支撑。

Description

一种光伏发电系统并网性能评估方法和装置
技术领域
本发明涉及一种评估技术，具体涉及一种光伏发电系统并网性能评估方法和装置。
背景技术
受国家政策激励，我国光伏发电产业发展异常迅猛。随着越来越多的光伏发电系统接入配电网，原有配电网络的安全运行性能受到了极大冲击。光伏发电系统接入配电网，对配电网的供电经济性、节点电压、潮流、短路电流、网络供电可靠性等都会带来影响，如光伏发电系统启停和出力的随机性，会引起配电网电压波动和闪变，导致公共连接点上的电流、电压波形发生畸变，造成谐波污染；大量光伏发电系统低电压、分散式接入对现有配网结构冲击影响较大，造成电压水平、电压波动超标，影响供电可靠性下降等。
光伏发电系统采用电力电子器件作为并网装置，接入用户侧配电网，其并网性能的优劣对用户用电安全影响尤为显著。目前光伏发电相关标准主要聚焦在入网测试方面，IEC和新能源技术发展成熟的国家均发布了一些针对具体光伏发电系统的并网准则，我国也出台了一系列的分布式光伏发电并网标准。我国新颁布的国标GB/T 29319-2012《光伏发电系统接入配电网技术规定》对通过380V电压等级接入电网，以及通过10(6)kV电压等级接入用户侧的新建、改建和扩建光伏发电系统接入电网运行规定了应遵循的一般原则和技术要求。《光伏发电系统接入配电网测试规程》针对单个测试项目的测试条件、测试设备和检测步骤做了规定，《光伏发电系统并网特性评价技术规范》针对单个测试项目进行符合性评价，但未对系统的整体并网性能形成评估。但这些标准缺乏对光伏发电系统并网性能进行综合评价。
同时，光伏发电系统与公共电网的连接点处，不仅接入光伏发电系统，还有用户负荷接入。开展并网性能测试工作不能影响用户负荷的正常工作，同时光伏发电系统容量不等，而测试装置容量有限，造成整站测试工作存在困难。
这些问题的解决，既需要完善光伏发电系统并网规范与标准，又亟需对光伏发电系统并网性能进行综合评估。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种光伏发电系统并网性能评估方法和装置，
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种光伏发电系统并网性能评估方法，述方法包括：
确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式；
对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理；
根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵；
根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估。
所述光伏发电系统并网性能评估指标包括电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标；
所述电网适应性评估指标包括电压适应性评估指标、电能质量适应性评估指标和频率适应性评估指标；
所述电能质量评估指标包括三相电流不平衡度评估指标、闪变评估指标、谐波分量评估指标、总谐波畸变率评估指标和直流分量评估指标；
所述安全与保护评估指标包括低/高电压保护评估指标、频率保护评估指标、逆功率保护评估指标、防孤岛保护评估指标和接地保护评估指标。
光伏发电系统并网性能评估数据包括电网适应性评估数据、电能质量评估数据以及安全与保护评估数据；
电网适应性评估数据包括电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据；
电能质量评估数据包括三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
安全与保护评估数据包括低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据。
光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括单机型式试验认可、对光伏发电系统进行整站测试、仿真建模和单元抽检。
确定光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括：
通过单机型式试验认可获得电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据、低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据和逆功率保护评估数据；
通过对光伏发电系统进行整站测试获得三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
通过对光伏发电系统进行整站测试或仿真建模获得防孤岛保护评估数据；
通过单元抽检获得接地保护评估数据。
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理，具体有：
若电压适应性评估数据、频率适应性评估数据和电能质量适应性评估数据均满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为优秀，需要对该光伏发电系统并网性能进行评估；若电压适应性评估数据、频率适应性评估数据和电能质量适应性评估数据任一不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估。
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对电能质量评估数据中的三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量分别进行归一化处理，具体有：
1)设经过归一化处理后的三相电流不平衡度为
Figure BDA0001184971570000031
有：
Figure BDA0001184971570000032
其中，Iunb表示三相电流不平衡度，Iunb_lim表示三相电流不平衡度限值；
2)设经过归一化处理的闪变为P*，有：
P*＝max{Pst *，Plt *}
其中，Pst *表示经过归一化处理的短时闪变，Plt *表示经过归一化处理的长时闪变；Pst *和Plt *分别表示为：
Figure BDA0001184971570000033
Figure BDA0001184971570000034
其中，Pst表示短时闪变，Plt表示长时闪变，Pst_lim表示短时闪变限值，Plt_lim表示长时闪变限值；
3)设经过归一化处理的谐波分量为
Figure BDA0001184971570000041
有：
Figure BDA0001184971570000042
其中，
Figure BDA0001184971570000043
表示经过归一化处理的d次谐波分量，d＝1,2,...,D，D表示谐波总次数，其表示为：
Figure BDA0001184971570000044
其中，d表示谐波次数，Ihd表示d次谐波分量，Ihd_lim表示d次谐波分量限值；
4)设经过归一化处理的总谐波畸变率为THDi*，有：
Figure BDA0001184971570000045
其中，THDi表示总谐波畸变率，THDi_lim表示总谐波畸变率限值；
5)设经过归一化处理的直流分量为Idc *，有：
Figure BDA0001184971570000046
其中，Idc表示直流分量，Idc_lim表示直流分量限值。
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对安全与保护评估数据中的低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据分别进行归一化处理，具体有：
1)对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据进行归一化处理：
若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据任一不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据均满足标准规定，分别对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据的逆变器保护时间进行归一化处理，有：
1-1)设经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间为t* V，其表示为：
Figure BDA0001184971570000051
其中，
Figure BDA0001184971570000052
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure BDA0001184971570000053
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，k＝1,2,...,K，K表示逆变器型号总数；
Figure BDA0001184971570000054
表示为：
Figure BDA0001184971570000055
其中，
Figure BDA0001184971570000056
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况n下逆变器保护时间，n＝1,2,…,N，N表示低/高电压保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；
Figure BDA0001184971570000057
表示为：
Figure BDA0001184971570000058
其中，tVn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，TVn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；
1-2)设经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure BDA0001184971570000059
其表示为：
Figure BDA00011849715700000510
其中，
Figure BDA00011849715700000511
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure BDA00011849715700000512
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，
Figure BDA00011849715700000513
表示为：
Figure BDA00011849715700000514
其中，
Figure BDA00011849715700000515
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况m下逆变器保护时间，m＝1,2,…,M，M表示频率保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；
Figure BDA00011849715700000516
表示为：
Figure BDA00011849715700000517
其中，tFm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，TFm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；
1-3)设经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure BDA0001184971570000061
其表示为：
Figure BDA0001184971570000062
其中，
Figure BDA0001184971570000063
表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure BDA0001184971570000064
表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，
Figure BDA0001184971570000065
表示为：
Figure BDA0001184971570000066
其中，tkP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，TkP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间限值；
2)对防孤岛保护评估数据进行归一化处理：
若防孤岛保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若防孤岛保护评估数据满足标准规定，对光伏发电系统的防孤岛保护时间进行归一化处理，有：
Figure BDA0001184971570000067
其中，
Figure BDA0001184971570000068
表示经过归一化处理的光伏发电系统的防孤岛保护时间，tisland表示光伏发电系统的防孤岛保护时间，tisland_lim表示光伏发电系统的防孤岛保护时间限值；
3)对接地保护评估数据进行归一化处理：
若接地保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若接地保护评估数据满足标准规定，对接地电阻的电阻值进行归一化处理，有：
Figure BDA0001184971570000069
其中，R*表示经过归一化处理的接地电阻的电阻值，
Figure BDA00011849715700000610
表示经过归一化处理的第l个接地电阻的电阻值，l＝1,2,...,L，L表示接地电阻总个数，
Figure BDA00011849715700000611
表示为：
Figure BDA00011849715700000612
其中，Rl表示第l个接地电阻的电阻值，Rlim表示接地电阻的电阻值限值。
所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵包括：
根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3；
分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3；
分别将R1与ξ1、R2与ξ2、R3与ξ3相乘，得到光伏发电系统并网性能隶属度矩阵R，其表示为R＝[ξ1*R1ξ2*R2ξ3*R3]T，T表示转置。
所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3包括：
设光伏发电系统并网性能评估结果有s个，评估结果组成评估集；利用模糊推理法针对s个光伏发电系统并网性能评估结果分别建立隶属度函数fs(x)，其中0≤fs(x)≤1，x为经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，于是R1有3行、s列，R2和R3均为5行、s列，分别表示为：
Figure BDA0001184971570000071
Figure BDA0001184971570000072
Figure BDA0001184971570000073
其中，
Figure BDA0001184971570000081
表示三相电流不平衡度隶属度函数值，fs(P*)表示闪变隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000082
表示谐波分量隶属度函数值，fs(THDi*)表示总谐波畸变率隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000083
表示直流分量隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000084
表示低/高压保护隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000085
表示频率保护隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000086
表示逆功率保护隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000087
表示防孤岛保护隶属度函数值，
fs(R*)表示接地保护隶属度函数值。
所述分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3包括：
利用层次分析法，分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，建立电网适应性评估指标的判断矩阵P1、电能质量评估指标的判断矩阵P2以及安全与保护评估指标的判断矩阵P3，分别求取P1、P2、P3的特征根λ1、λ2、λ3，并根据λ1、λ2、λ3得到P1、P2、P3各自的特征向量，即ξ1、ξ2、ξ3。
所述通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵包括：
对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标进行重要性排序，组成光伏发电系统并网性能判断矩阵P，求取P的特征根λ，并根据λ得到判断矩阵P的特征向量，P的特征向量即光伏发电系统并网性能权重矩阵ξ。
所述根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵包括：
设光伏发电系统并网性能评估矩阵为S，有1行、s列，其表示为：
Figure BDA0001184971570000088
所述根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估包括：
将s个光伏发电系统并网性能评估结果对应的分数值列为s行、1列的矩阵SS，得出最终评估分数FS，有
FS＝S×SS
依据FS和评估集中评估结果对应的分数，得到光伏发电系统并网性能评估等级。
本发明还一种光伏发电系统并网性能评估装置，所述装置包括：
用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置；
用于对所述用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理的装置；
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置；以及
用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置。
光伏发电系统并网性能评估指标包括电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标；
所述电网适应性评估指标包括电压适应性评估指标、电能质量适应性评估指标和频率适应性评估指标；
所述电能质量评估指标包括三相电流不平衡度评估指标、闪变评估指标、谐波分量评估指标、总谐波畸变率评估指标和直流分量评估指标；
所述安全与保护评估指标包括低/高电压保护评估指标、频率保护评估指标、逆功率保护评估指标、防孤岛保护评估指标和接地保护评估指标。
光伏发电系统并网性能评估数据包括电网适应性评估数据、电能质量评估数据以及安全与保护评估数据；
电网适应性评估数据包括电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据；
电能质量评估数据包括三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
安全与保护评估数据包括低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据。
光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括单机型式试验认可、对光伏发电系统进行整站测试、仿真建模和单元抽检。
确定光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括：
通过单机型式试验认可获得电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据、低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据和逆功率保护评估数据；
通过对光伏发电系统进行整站测试获得三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
通过对光伏发电系统进行整站测试或仿真建模获得防孤岛保护评估数据；
通过单元抽检获得接地保护评估数据。
所述用于对所述用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理的装置包括：
用于对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理的装置。
所述用于对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理的装置包括：
用于对电能质量评估数据中的三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量分别进行归一化处理的装置；
用于对安全与保护评估数据中的低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据分别进行归一化处理的装置；
用于对防孤岛保护评估数据进行归一化处理的装置；
用于对接地保护评估数据进行归一化处理的装置。
所述用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置包括：
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵的装置；以及
用于通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置。
所述用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵的装置包括：
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3的装置；
用于分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3的装置；以及
用于分别将R1与ξ1、R2与ξ2、R3与ξ3相乘，得到光伏发电系统并网性能隶属度矩阵R＝[ξ1*R1 ξ2*R2 ξ3*R3]T的装置。
所述用于通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置包括：
用于对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标进行重要性排序，组成光伏发电系统并网性能判断矩阵P，求取P的特征根λ，并根据λ得到判断矩阵P的特征向量，P的特征向量即光伏发电系统并网性能权重矩阵ξ的装置。
所述用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置包括：
用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵的装置；以及
用于根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1)本发明提供的光伏发电系统并网性能评估方法充分考虑光伏发电系统的并网性能、对电网运行的影响以及操作人员安全性，将各测试项目进行分类量化并进行评估数据归一化，利用层次分析和模糊推理对光伏发电系统进行综合评估，能够更加全面、真实地评价光伏发电系统并网性能；
2)本发明选取单机型式试验、现场单元抽检、整站测试或仿真建模评估等方式分别对光伏发电系统的并网性能进行单项指标评估，以及进一步通过模糊推理计算各单项指标权重对电站整体并网性能进行综合评估，流程简单，易于实现；
3)本发明克服了现有标准仅能对单一测试项目进行符合性评价的问题，解决了对光伏发电系统并网性能进行综合评估的难题，对后续完善国内外标准提供方法支撑。
附图说明
图1是本发明实施例中光伏发电系统并网性能评估方法流程图；
图2是本发明实施例中光伏发电系统并网性能指标示意图；
图3是本发明实施例中隶属度函数示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种光伏发电系统并网性能评估方法，述方法包括：
确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式；
对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理；
根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵；
根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估。
所述光伏发电系统并网性能评估指标包括电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标；
所述电网适应性评估指标包括电压适应性评估指标、电能质量适应性评估指标和频率适应性评估指标；
所述电能质量评估指标包括三相电流不平衡度评估指标、闪变评估指标、谐波分量评估指标、总谐波畸变率评估指标和直流分量评估指标；
所述安全与保护评估指标包括低/高电压保护评估指标、频率保护评估指标、逆功率保护评估指标、防孤岛保护评估指标和接地保护评估指标。
光伏发电系统并网性能评估数据包括电网适应性评估数据、电能质量评估数据以及安全与保护评估数据；
电网适应性评估数据包括电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据；
电能质量评估数据包括三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
安全与保护评估数据包括低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据。
光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括单机型式试验认可、对光伏发电系统进行整站测试、仿真建模和单元抽检。
确定光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括：
通过单机型式试验认可获得电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据、低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据和逆功率保护评估数据；
通过对光伏发电系统进行整站测试获得三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
通过对光伏发电系统进行整站测试或仿真建模获得防孤岛保护评估数据；
通过单元抽检获得接地保护评估数据。
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理，具体有：
若电压适应性评估数据、频率适应性评估数据和电能质量适应性评估数据均满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为优秀，需要对该光伏发电系统并网性能进行评估；若电压适应性评估数据、频率适应性评估数据和电能质量适应性评估数据任一不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估。
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对电能质量评估数据中的三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量分别进行归一化处理，具体有：
1)设经过归一化处理后的三相电流不平衡度为
Figure BDA0001184971570000131
有：
Figure BDA0001184971570000132
其中，Iunb表示三相电流不平衡度，Iunb_lim表示三相电流不平衡度限值；
2)设经过归一化处理的闪变为P*，有：
P*＝max{Pst *，Plt *}
其中，Pst *表示经过归一化处理的短时闪变，Plt *表示经过归一化处理的长时闪变；Pst *和Plt *分别表示为：
Figure BDA0001184971570000133
Figure BDA0001184971570000141
其中，Pst表示短时闪变，Plt表示长时闪变，Pst_lim表示短时闪变限值，Plt_lim表示长时闪变限值；
3)设经过归一化处理的谐波分量为
Figure BDA0001184971570000142
有：
Figure BDA0001184971570000143
其中，
Figure BDA0001184971570000144
表示经过归一化处理的d次谐波分量，d＝1,2,...,D，D表示谐波总次数，其表示为：
Figure BDA0001184971570000145
其中，d表示谐波次数，Ihd表示d次谐波分量，Ihd_lim表示d次谐波分量限值；
4)设经过归一化处理的总谐波畸变率为THDi*，有：
Figure BDA0001184971570000146
其中，THDi表示总谐波畸变率，THDi_lim表示总谐波畸变率限值；
5)设经过归一化处理的直流分量为Idc *，有：
Figure BDA0001184971570000147
其中，Idc表示直流分量，Idc_lim表示直流分量限值。
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对安全与保护评估数据中的低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据分别进行归一化处理，具体有：
1)对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据进行归一化处理：
若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据任一不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据均满足标准规定，分别对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据的逆变器保护时间进行归一化处理，有：
1-1)设经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure BDA0001184971570000151
其表示为：
Figure BDA0001184971570000152
其中，
Figure BDA0001184971570000153
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure BDA0001184971570000154
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，k＝1,2,...,K，K表示逆变器型号总数；
Figure BDA0001184971570000155
表示为：
Figure BDA0001184971570000156
其中，
Figure BDA0001184971570000157
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况n下逆变器保护时间，n＝1,2,…,N，N表示低/高电压保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；
Figure BDA0001184971570000158
表示为：
Figure BDA0001184971570000159
其中，tVn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，TVn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；
1-2)设经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure BDA00011849715700001510
其表示为：
Figure BDA00011849715700001511
其中，
Figure BDA00011849715700001512
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure BDA00011849715700001513
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，
Figure BDA00011849715700001514
表示为：
Figure BDA00011849715700001515
其中，
Figure BDA00011849715700001516
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况m下逆变器保护时间，m＝1,2,…,M，M表示频率保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；
Figure BDA00011849715700001517
表示为：
Figure BDA00011849715700001518
其中，tFm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，TFm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；
1-3)设经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure BDA0001184971570000161
其表示为：
Figure BDA0001184971570000162
其中，
Figure BDA0001184971570000163
表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure BDA0001184971570000164
表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，
Figure BDA0001184971570000165
表示为：
Figure BDA0001184971570000166
其中，tkP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，TkP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间限值；
2)对防孤岛保护评估数据进行归一化处理：
若防孤岛保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若防孤岛保护评估数据满足标准规定，对光伏发电系统的防孤岛保护时间进行归一化处理，有：
Figure BDA0001184971570000167
其中，
Figure BDA0001184971570000168
表示经过归一化处理的光伏发电系统的防孤岛保护时间，tisland表示光伏发电系统的防孤岛保护时间，tisland_lim表示光伏发电系统的防孤岛保护时间限值；
3)对接地保护评估数据进行归一化处理：
若接地保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若接地保护评估数据满足标准规定，对接地电阻的电阻值进行归一化处理，有：
Figure BDA0001184971570000169
其中，R*表示经过归一化处理的接地电阻的电阻值，
Figure BDA00011849715700001610
表示经过归一化处理的第l个接地电阻的电阻值，l＝1,2,...,L，L表示接地电阻总个数，
Figure BDA00011849715700001611
表示为：
Figure BDA00011849715700001612
其中，Rl表示第l个接地电阻的电阻值，Rlim表示接地电阻的电阻值限值。
所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵包括：
根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3；
分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3；
分别将R1与ξ1、R2与ξ2、R3与ξ3相乘，得到光伏发电系统并网性能隶属度矩阵R，其表示为R＝[ξ1*R1 ξ2*R2 ξ3*R3]T，T表示转置。
所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3包括：
设光伏发电系统并网性能评估结果有s个，评估结果组成评估集；利用模糊推理法针对s个光伏发电系统并网性能评估结果分别建立隶属度函数fs(x)，其中0≤fs(x)≤1，x为经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，于是R1有3行、s列，R2和R3均为5行、s列，分别表示为：
Figure BDA0001184971570000171
Figure BDA0001184971570000172
Figure BDA0001184971570000181
其中，
Figure BDA0001184971570000182
表示三相电流不平衡度隶属度函数值，fs(P*)表示闪变隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000183
表示谐波分量隶属度函数值，fs(THDi*)表示总谐波畸变率隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000184
表示直流分量隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000185
表示低/高压保护隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000186
表示频率保护隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000187
表示逆功率保护隶属度函数值，
Figure BDA0001184971570000188
表示防孤岛保护隶属度函数值，fs(R*)表示接地保护隶属度函数值。
所述分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3包括：
利用层次分析法，分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，建立电网适应性评估指标的判断矩阵P1、电能质量评估指标的判断矩阵P2以及安全与保护评估指标的判断矩阵P3，分别求取P1、P2、P3的特征根λ1、λ2、λ3，并根据λ1、λ2、λ3得到P1、P2、P3各自的特征向量，即ξ1、ξ2、ξ3。
所述通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵包括：
对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标进行重要性排序，组成光伏发电系统并网性能判断矩阵P，求取P的特征根λ，并根据λ得到判断矩阵P的特征向量，P的特征向量即光伏发电系统并网性能权重矩阵ξ。
所述根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵包括：
设光伏发电系统并网性能评估矩阵为S，有1行、s列，其表示为：
Figure BDA0001184971570000189
所述根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估包括：
将s个光伏发电系统并网性能评估结果对应的分数值列为s行、1列的矩阵SS，得出最终评估分数FS，有
FS＝S×SS
依据FS和评估集中评估结果对应的分数，得到光伏发电系统并网性能评估等级。
本发明还一种光伏发电系统并网性能评估装置，所述装置包括：
用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置；
用于对所述用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理的装置；
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置；以及
用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置。
光伏发电系统并网性能评估指标包括电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标；
所述电网适应性评估指标包括电压适应性评估指标、电能质量适应性评估指标和频率适应性评估指标；
所述电能质量评估指标包括三相电流不平衡度评估指标、闪变评估指标、谐波分量评估指标、总谐波畸变率评估指标和直流分量评估指标；
所述安全与保护评估指标包括低/高电压保护评估指标、频率保护评估指标、逆功率保护评估指标、防孤岛保护评估指标和接地保护评估指标。
光伏发电系统并网性能评估数据包括电网适应性评估数据、电能质量评估数据以及安全与保护评估数据；
电网适应性评估数据包括电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据；
电能质量评估数据包括三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
安全与保护评估数据包括低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据。
光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括单机型式试验认可、对光伏发电系统进行整站测试、仿真建模和单元抽检。
确定光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括：
通过单机型式试验认可获得电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据、低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据和逆功率保护评估数据；
通过对光伏发电系统进行整站测试获得三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
通过对光伏发电系统进行整站测试或仿真建模获得防孤岛保护评估数据；
通过单元抽检获得接地保护评估数据。
所述用于对所述用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理的装置包括：
用于对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理的装置。
所述用于对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理的装置包括：
用于对电能质量评估数据中的三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量分别进行归一化处理的装置；
用于对安全与保护评估数据中的低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据分别进行归一化处理的装置；
用于对防孤岛保护评估数据进行归一化处理的装置；
用于对接地保护评估数据进行归一化处理的装置。
所述用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置包括：
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵的装置；以及
用于通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置。
所述用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵的装置包括：
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3的装置；
用于分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3的装置；以及
用于分别将R1与ξ1、R2与ξ2、R3与ξ3相乘，得到光伏发电系统并网性能隶属度矩阵R＝[ξ1*R1 ξ2*R2 ξ3*R3]T的装置。
所述用于通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置包括：
用于对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标进行重要性排序，组成光伏发电系统并网性能判断矩阵P，求取P的特征根λ，并根据λ得到判断矩阵P的特征向量，P的特征向量即光伏发电系统并网性能权重矩阵ξ的装置。
所述用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置包括：
用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵的装置；以及
用于根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置。
实施例
以南京某大楼屋顶光伏电站系统为例开展光伏发电系统并网性能评估，该电站包含逆变器A和逆变器B两种信号逆变器各3台。
(1)评估集
选取4个元素的评估集作为分布式光伏发电系统并网安全性能评估的评估集，分别为“优秀”、“良好”、“中等”、“不合格”，对应的分数分别为10、8、4、0。
(2)隶属度函数
对于光伏发电系统并网性能某一指标的测试结果，评价其对于评价集中每个元素的隶属度函数[y1(x)y2(x)y3(x)y4(x)]，如图3所示。
对于评价为“优”的隶属度函数y1(x)可以表示为：
Figure BDA0001184971570000221
对于评价为“良”的隶属度函数y2(x)可以表示为：
Figure BDA0001184971570000222
对于评价为“中”的隶属度函数y3(x)可以表示为：
Figure BDA0001184971570000223
对于评价为“不合格”的隶属度函数y4(x)可以表示为：
Figure BDA0001184971570000224
图3中的横轴变量需根据大量的测试数据得到，通过标幺值表示。通过对逆变器测试数据进行归一化分析，确定各评价集对应的区间。x1＝0.25，x2＝0.3，x3＝0.5，x4＝0.7，x5＝0.9，x6＝1。
(3)各项指标隶属度矩阵计算
1)电网适应性
结合逆变器A和逆变器B的型式试报告，两种逆变器在限值范围内，并网单元均可正常运行，均为“优”。将评价结果归一化后得到电网适应性隶属度矩阵R1：
Figure BDA0001184971570000231
2)电能质量评估
①闪变
统计江苏南京地区一年太阳辐照度记录数据，记录不同辐照度波动区域统计数目。经过综合指标评估，该电站长时闪变Plt为0.0046和短时闪变Pst为0.0016，得到闪变归一化值为：
Figure BDA0001184971570000232
②谐波分量
分布式光伏发电系统各次谐波分量如表1所示。
表1
谐波次数 谐波分量 谐波次数 谐波分量
2 0.2248 14 0.0393
3 0.5104 15 0.0436
4 0.1088 16 0.0246
5 0.1377 17 0.0418
6 0.066 18 0.0222
7 0.234 19 0.043
8 0.0624 20 0.0196
9 0.0722 21 0.0384
10 0.0406 22 0.0192
11 0.1362 23 0.0384
12 0.0334 24 0.0186
13 0.095 25 0.063
按照标准给出的谐波限值分配的计算公式，计算并网点各次谐波电流限值，以限值作为基准值，计算各次谐波归一化值如表2：
表2
谐波次数 基准值(A) 归一化结果(％) 谐波次数 限值大小(A) 归一化结果(％)
2 53.91 0.42 14 7.60 0.52
3 8.93 5.72 15 8.29 0.53
4 26.96 0.40 16 6.70 0.37
5 11.94 1.15 17 12.44 0.34
6 17.97 0.37 18 5.94 0.37
7 13.37 1.75 19 11.06 0.39
8 13.13 0.48 20 5.39 0.36
9 11.73 0.62 21 6.15 0.62
10 11.06 0.37 22 4.91 0.39
11 17.50 0.78 23 9.68 0.40
12 8.99 0.37 24 4.49 0.41
13 16.59 0.57 25 8.29 0.76
各次谐波归一化值为：
Figure BDA0001184971570000241
③总谐波畸变率
并网点总谐波畸变率为0.84％，标准规定的限值为5％，可以得到归一化值：
Figure BDA0001184971570000242
④三相电流不平衡度
该光伏发电系统并网点电压为0.4kV，并网点最小短路容量为47MW，远大于系统容量，故负序电流限值选择系统最大并网电流作为基准值。测试期间负序电流最大值Iunb为2.76A，光伏发电系统负序电流基准值为：
Figure BDA0001184971570000243
三相不平衡度电流归一化值为：
Figure BDA0001184971570000244
⑤直流分量
直流分量测试最大值Idc为0.22A，电站总容量Spv为86.5kW，并网电压Un为0.4kV，归一化值为：
Figure BDA0001184971570000251
根据隶属度函数，计算电能质量指标的隶属度矩阵R2：
Figure BDA0001184971570000252
3)安全与保护
①低/高压保护
依据逆变器A和B型式试验中低/高压保护结果，将保护时间进行归一化，其最大值为：
Figure BDA0001184971570000253
②频率保护
逆变器A和B型式试验频率保护结果，将保护时间进行归一化，其最大值为：
Figure BDA0001184971570000254
③逆功率保护
根据型式试验结果，逆变器A逆功率保护时间为0.94s，逆变器B逆功率保护时间为0.46s，归一化值为：
Figure BDA0001184971570000255
④防孤岛保护
防孤岛检测装置能够满足容量200kW以下的光伏并网电站。该电站防孤岛能力通过整站测试进行。防孤岛保护时间归一化值为：
Figure BDA0001184971570000256
⑤接地保护
按照逆变器型号分类，抽检结果为：逆变器A接地电阻为1.0Ω，逆变器B接地电阻为1.2Ω，归一化值为：
Figure BDA0001184971570000261
根据隶属度函数，计算安全与保护指标的隶属度矩阵R3为：
Figure BDA0001184971570000262
(4)权重矩阵
1)电网适应性权重矩阵
考虑到电网中电压故障出现的次数明显高于频率故障，且电网电能质量影响光伏 发电系统中逆变器的控制，且电能质量问题比频率故障出现的概率大，电网适应性判断矩 阵
Figure BDA0001184971570000263
判断矩阵P1的特征向量即为权重矩阵ξ1＝(0.637，0.105，0.258)
2)电能质量权重矩阵
依据指标人身、生产的不同影响程度，对闪变、总谐波畸变率、谐波分量、三相不平衡度和直流分量指标作出的判断矩阵
Figure BDA0001184971570000264
判断矩阵P2的特征向量即为权重矩阵ξ2＝(0.0796 0.1534 0.1534 0.28970.3240)；
3)安全与保护权重矩阵
以人身安全、设备安全的重要性进行排序，分别为：接地、防孤岛保护、逆功率保护、低/高压保护和频率保护。其判断矩阵
Figure BDA0001184971570000271
判断矩阵P3的特征向量即为权重矩阵ξ3＝(0.049 0.033 0.100 0.409 0.409)；
4)光伏发电系统并网性能权重矩阵
对于光伏发电系统，靠近用户侧，因此最为关注的时人身安全，其次是该系统接入电网后对电网的安全运行是否产生影响，最后才是分布式光伏发电系统本身的适应能力。因此，三个指标的重要顺序为：安全与保护相对于电能质量非常重要；电能质量相对于电网适应性相当重要；安全与保护相对于电能质量相当重要。判断矩阵
Figure BDA0001184971570000272
其特征向量ξ即为权重矩阵ξ＝(0.060，0.231，0.709)；
(5)分布式光伏发电系统评估
综合评估矩阵
Figure BDA0001184971570000273
因此，综合评估矩阵为[0.623 0.377 0 0]，根据评价集规定的分数，计算出该光伏发电系统的并网安全性能评估数值为9.25，评估等级为优。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (15)

1.一种光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，所述方法包括：
确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式；
对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理；
根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵；
根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估；
所述光伏发电系统并网性能评估指标包括电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标；
所述电网适应性评估指标包括电压适应性评估指标、电能质量适应性评估指标和频率适应性评估指标；
所述电能质量评估指标包括三相电流不平衡度评估指标、闪变评估指标、谐波分量评估指标、总谐波畸变率评估指标和直流分量评估指标；
所述安全与保护评估指标包括低/高电压保护评估指标、频率保护评估指标、逆功率保护评估指标、防孤岛保护评估指标和接地保护评估指标；
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对电能质量评估数据中的三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量分别进行归一化处理，具体有：
1)设经过归一化处理后的三相电流不平衡度为
Figure FDA0003693158240000011
有：
Figure FDA0003693158240000012
其中，Iunb表示三相电流不平衡度，Iunb_lim表示三相电流不平衡度限值；
2)设经过归一化处理的闪变为P*，有：
Figure FDA0003693158240000013
其中，Pst *表示经过归一化处理的短时闪变，Plt *表示经过归一化处理的长时闪变；Pst *和Plt *分别表示为：
Figure FDA0003693158240000021
Figure FDA0003693158240000022
其中，Pst表示短时闪变，Plt表示长时闪变，Pst_lim表示短时闪变限值，Plt_lim表示长时闪变限值；
3)设经过归一化处理的谐波分量为
Figure FDA0003693158240000023
有：
Figure FDA0003693158240000024
其中，
Figure FDA0003693158240000025
表示经过归一化处理的d次谐波分量，d＝1,2,...,D，D表示谐波总次数，其表示为：
Figure FDA0003693158240000026
其中，d表示谐波次数，Ihd表示d次谐波分量，Ihd_lim表示d次谐波分量限值；
4)设经过归一化处理的总谐波畸变率为THDi*，有：
Figure FDA0003693158240000027
其中，THDi表示总谐波畸变率，THDi_lim表示总谐波畸变率限值；
5)设经过归一化处理的直流分量为Idc *，有：
Figure FDA0003693158240000028
其中，Idc表示直流分量，Idc_lim表示直流分量限值；
所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对安全与保护评估数据中的低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据分别进行归一化处理，具体有：
1)对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据进行归一化处理：
若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据任一不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据均满足标准规定，分别对低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据的逆变器保护时间进行归一化处理，有：
1-1)设经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure FDA0003693158240000031
其表示为：
Figure FDA0003693158240000032
其中，
Figure FDA0003693158240000033
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure FDA0003693158240000034
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，k＝1,2,…,K，K表示逆变器型号总数；
Figure FDA0003693158240000035
表示为：
Figure FDA0003693158240000036
其中，
Figure FDA0003693158240000037
表示经过归一化处理的低/高电压保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况n下逆变器保护时间，n＝1,2,…,N，N表示低/高电压保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；
Figure FDA0003693158240000038
表示为：
Figure FDA0003693158240000039
其中，tVn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间，TVn表示测试工况n下低/高电压保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；
1-2)设经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure FDA00036931582400000310
其表示为：
Figure FDA00036931582400000311
其中，
Figure FDA00036931582400000312
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure FDA00036931582400000313
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，
Figure FDA0003693158240000041
表示为：
Figure FDA0003693158240000042
其中，
Figure FDA0003693158240000043
表示经过归一化处理的频率保护评估数据对应的第k种逆变器测试工况m下逆变器保护时间，m＝1,2,…,M，M表示频率保护评估数据对应的逆变器测试工况总数；
Figure FDA0003693158240000044
表示为：
Figure FDA0003693158240000045
其中，tFm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间，TFm表示测试工况m下频率保护评估数据对应的逆变器保护时间限值；
1-3)设经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间为
Figure FDA0003693158240000046
其表示为：
Figure FDA0003693158240000047
其中，
Figure FDA0003693158240000048
表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的逆变器保护时间，
Figure FDA0003693158240000049
表示经过归一化处理的逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，
Figure FDA00036931582400000410
表示为：
Figure FDA00036931582400000411
其中，tkP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间，TkP表示逆功率保护评估数据对应的第k种逆变器保护时间限值；
2)对防孤岛保护评估数据进行归一化处理：
若防孤岛保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若防孤岛保护评估数据满足标准规定，对光伏发电系统的防孤岛保护时间进行归一化处理，有：
Figure FDA00036931582400000412
其中，
Figure FDA0003693158240000051
表示经过归一化处理的光伏发电系统的防孤岛保护时间，tisland表示光伏发电系统的防孤岛保护时间，tisland_lim表示光伏发电系统的防孤岛保护时间限值；
3)对接地保护评估数据进行归一化处理：
若接地保护评估数据不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估；若接地保护评估数据满足标准规定，对接地电阻的电阻值进行归一化处理，有：
Figure FDA0003693158240000052
其中，R*表示经过归一化处理的接地电阻的电阻值，
Figure FDA0003693158240000053
表示经过归一化处理的第l个接地电阻的电阻值，l＝1,2,...,L，L表示接地电阻总个数，
Figure FDA0003693158240000054
表示为：
Figure FDA0003693158240000055
其中，Rl表示第l个接地电阻的电阻值，Rlim表示接地电阻的电阻值限值；
所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵包括：
根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3；
分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3；
分别将R1与ξ1、R2与ξ2、R3与ξ3相乘，得到光伏发电系统并网性能隶属度矩阵R，其表示为R＝[ξ1*R1ξ2*R2ξ3*R3]T，T表示转置；
所述根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3包括：
设光伏发电系统并网性能评估结果有s个，评估结果组成评估集；利用模糊推理法针对s个光伏发电系统并网性能评估结果分别建立隶属度函数fs(x)，其中0≤fs(x)≤1，x为经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，于是R1有3行、s列，R2和R3均为5行、s列，分别表示为：
Figure FDA0003693158240000061
Figure FDA0003693158240000062
Figure FDA0003693158240000063
其中，
Figure FDA0003693158240000064
表示三相电流不平衡度隶属度函数值，fs(P*)表示闪变隶属度函数值，
Figure FDA0003693158240000065
表示谐波分量隶属度函数值，fs(THDi*)表示总谐波畸变率隶属度函数值，
Figure FDA0003693158240000066
表示直流分量隶属度函数值，
Figure FDA0003693158240000067
表示低/高压保护隶属度函数值，
Figure FDA0003693158240000068
表示频率保护隶属度函数值，
Figure FDA0003693158240000069
表示逆功率保护隶属度函数值，
Figure FDA00036931582400000610
表示防孤岛保护隶属度函数值，fs(R*)表示接地保护隶属度函数值。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，光伏发电系统并网性能评估数据包括电网适应性评估数据、电能质量评估数据以及安全与保护评估数据；
电网适应性评估数据包括电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据；
电能质量评估数据包括三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
安全与保护评估数据包括低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据。
3.根据权利要求2所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括单机型式试验认可、对光伏发电系统进行整站测试、仿真建模和单元抽检。
4.根据权利要求3所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，确定光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括：
通过单机型式试验认可获得电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据、低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据和逆功率保护评估数据；
通过对光伏发电系统进行整站测试获得三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
通过对光伏发电系统进行整站测试或仿真建模获得防孤岛保护评估数据；
通过单元抽检获得接地保护评估数据。
5.根据权利要求3所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，所述对确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理包括：
对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理，具体有：
若电压适应性评估数据、频率适应性评估数据和电能质量适应性评估数据均满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为优秀，需要对该光伏发电系统并网性能进行评估；若电压适应性评估数据、频率适应性评估数据和电能质量适应性评估数据任一不满足标准规定，则表明光伏发电系统并网性能评估结果为不合格，不对该光伏发电系统并网性能进行评估。
6.根据权利要求1所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，所述分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3包括：
利用层次分析法，分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，建立电网适应性评估指标的判断矩阵P1、电能质量评估指标的判断矩阵P2以及安全与保护评估指标的判断矩阵P3，分别求取P1、P2、P3的特征根λ1、λ2、λ3，并根据λ1、λ2、λ3得到P1、P2、P3各自的特征向量，即ξ1、ξ2、ξ3。
7.根据权利要求6所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，所述通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵包括：
对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标进行重要性排序，组成光伏发电系统并网性能判断矩阵P，求取P的特征根λ，并根据λ得到判断矩阵P的特征向量，P的特征向量即光伏发电系统并网性能权重矩阵ξ。
8.根据权利要求7所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，所述根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵包括：
设光伏发电系统并网性能评估矩阵为S，有1行、s列，其表示为：
Figure FDA0003693158240000081
9.根据权利要求8所述的光伏发电系统并网性能评估方法，其特征在于，所述根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估包括：
将s个光伏发电系统并网性能评估结果对应的分数值列为s行、1列的矩阵SS，得出最终评估分数FS，有
FS＝S×SS
依据FS和评估集中评估结果对应的分数，得到光伏发电系统并网性能评估等级。
10.一种光伏发电系统并网性能评估装置，其特征在于，所述装置包括：
用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置；
用于对所述用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理的装置；
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置；以及
用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置；
光伏发电系统并网性能评估指标包括电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标；
所述电网适应性评估指标包括电压适应性评估指标、电能质量适应性评估指标和频率适应性评估指标；
所述电能质量评估指标包括三相电流不平衡度评估指标、闪变评估指标、谐波分量评估指标、总谐波畸变率评估指标和直流分量评估指标；
所述安全与保护评估指标包括低/高电压保护评估指标、频率保护评估指标、逆功率保护评估指标、防孤岛保护评估指标和接地保护评估指标；
所述用于对所述用于确定光伏发电系统并网性能评估指标、评估数据以及评估数据获取方式的装置确定的光伏发电系统并网性能评估数据进行归一化处理的装置包括：
用于对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理的装置；
所述用于对电网适应性评估数据中的电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据和频率适应性评估数据进行归一化处理的装置包括：
用于对电能质量评估数据中的三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量分别进行归一化处理的装置；
用于对安全与保护评估数据中的低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据分别进行归一化处理的装置；
用于对防孤岛保护评估数据进行归一化处理的装置；
用于对接地保护评估数据进行归一化处理的装置；
所述用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵，并通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置包括：
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵的装置；以及
用于通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置；
所述用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据建立光伏发电系统并网性能隶属度矩阵的装置包括：
用于根据经过归一化处理的光伏发电系统并网性能评估数据，并利用模糊推理法建立电网适应性评估指标的隶属度矩阵R1、电能质量评估指标的隶属度矩阵R2以及安全与保护评估指标的隶属度矩阵R3的装置；
用于分别对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标中的各个指标进行重要性排序，并利用层次分析法建立电网适应性评估指标的权重矩阵ξ1、电能质量评估指标的权重矩阵ξ2以及安全与保护评估指标的权重矩阵ξ3的装置；以及
用于分别将R1与ξ1、R2与ξ2、R3与ξ3相乘，得到光伏发电系统并网性能隶属度矩阵R＝[ξ1*R1 ξ2*R2 ξ3*R3]T的装置。
11.根据权利要求10所述的光伏发电系统并网性能评估装置，其特征在于，光伏发电系统并网性能评估数据包括电网适应性评估数据、电能质量评估数据以及安全与保护评估数据；
电网适应性评估数据包括电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据；
电能质量评估数据包括三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
安全与保护评估数据包括低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据、逆功率保护评估数据、防孤岛保护评估数据和接地保护评估数据。
12.根据权利要求11所述的光伏发电系统并网性能评估装置，其特征在于，光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括单机型式试验认可、对光伏发电系统进行整站测试、仿真建模和单元抽检。
13.根据权利要求12所述的光伏发电系统并网性能评估装置，其特征在于，确定光伏发电系统并网性能评估数据获取方式包括：
通过单机型式试验认可获得电压适应性评估数据、电能质量适应性评估数据、频率适应性评估数据、低/高电压保护评估数据、频率保护评估数据和逆功率保护评估数据；
通过对光伏发电系统进行整站测试获得三相电流不平衡度、闪变、谐波分量、总谐波畸变率和直流分量；
通过对光伏发电系统进行整站测试或仿真建模获得防孤岛保护评估数据；
通过单元抽检获得接地保护评估数据。
14.根据权利要求10所述的光伏发电系统并网性能评估装置，其特征在于，所述用于通过对光伏发电系统并网性能评估指标进行重要性排序建立光伏发电系统并网性能权重矩阵的装置包括：
用于对电网适应性评估指标、电能质量评估指标以及安全与保护评估指标进行重要性排序，组成光伏发电系统并网性能判断矩阵P，求取P的特征根λ，并根据λ得到判断矩阵P的特征向量，P的特征向量即光伏发电系统并网性能权重矩阵ξ的装置。
15.根据权利要求14所述的光伏发电系统并网性能评估装置，其特征在于，所述用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵，并根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置包括：
用于根据光伏发电系统并网性能隶属度矩阵和光伏发电系统并网性能权重矩阵建立光伏发电系统并网性能评估矩阵的装置；以及
用于根据光伏发电系统并网性能评估矩阵对光伏发电系统并网性能进行评估的装置。
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