CN108847682A - 一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法。该法包括：对光伏发电站运行数据进行数据归纳统计，并根据归纳统计后的运行数据与预设的并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并网性能评价指标评估的数据源；对并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据；根据设定的指标评价方法，对评价数据进行分析评估，得到光伏发电站并网性能评估结果。本发明提供的技术方案基于长期运行数据进行光伏电站并网性能实证性评价，补充现有光伏电站并网性能现场检测及评价方法的不足。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站评估技术领域，具体涉及一种基于运行数据的光伏发电 站并网性能评估方法及系统。
背景技术
由于光伏发电本身具有随季节、日夜等变化而引起的波动性、随机性、间歇 性等固有特征，随着光伏电站建设规模增大、渗透率增加，光伏电站并网安全问 题日益凸显，如引起电网电压波动、影响电网电压/频率稳定性等，如何有效评价 光伏电站并网性能，规范光伏电站并网行为始终是国内外关注焦点。
目前，光伏电站并网性能评估以现场测试为主要手段，现场检测数据能够准 确反映检测周期内的光伏电站并网性能，能够评估光伏电站短期并网特性，但光 伏电站并网运行性能具备长期属性，在较长的时间范围内是否始终满足行业或国 家标准中的技术要求无法考核，且光伏电站类型多，部分光伏电站建设因地制宜， 地理环境较恶劣，不适用于移动检测装置开展现场检测。
发明内容
为了补充现有光伏电站并网性能现场检测及评价方法的不足，评估光伏发电 站是否在较长时间范围内始终满足行业或国家标准技术要求，本发明提供一种基 于光伏发电站长期运行数据的并网性能评估方法及系统。
本发明提供的技术方案是：
一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，包括：
对光伏发电站运行数据进行数据归纳统计，并根据所述归纳统计后的运行数 据与预设的并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并网性能评价指标评估的 数据源；
对所述并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到用于进行光伏发 电站并网性能评估的评价数据；
根据设定的指标评价方法，对所述评价数据进行分析评估，得到光伏发电站 并网性能评估结果；
所述预设的并网性能评价指标包括电网适应性评价指标、电能质量指标、功 率控制指标和低电压穿越指标。
优选的，所述光伏发电站运行数据包括：
从采集与监视控制系统获取的辐照度、并网点三相电压、三相电流、无功功 率、有功功率、频率、调度指令信息数据；
从电能质量监测装置获取的电能质量数据；
从同步向量测量装置获取的电压、电流、功率、相角数据；
从故障录波装置获取的故障前后电压、电流、功率、频率数据。
进一步的，所述对光伏发电站运行数据进行数据归纳统计，包括：
将光伏发电站运行数据按照时间尺度类型、监测对象类型、监测时间段进行 分类；
采用数据筛选的聚类算法，针对分类后的所述光伏发电站运行数据进行异常 处理和分析，滤除非有效数据，得到有效的原始数据；
获取所述有效原始数据评价时间区间内的电压、电流、有功功率、无功功率 的最大值和最小值，作为电压、电流、有功功率、无功功率数据中电气量的极大 值和极小值。
进一步的，所述时间尺度类型包括：分钟级数据和毫秒级数据；
所述监测对象类型包括：光伏发电站；
所述监测时间段的确定包括：按照评估需求统一监测时间段，将不大于数据 采集装置记录的最短的时间区间作为监测时间段。
进一步的，所述归纳统计后的运行数据与预设的并网性能评价指标的关联性， 包括：
电网适应性指标的二级指标为电压适应性与频率适应性，对应的运行数据包 括：并网点电压、频率、有功功率；
电能质量指标的二级指标为电压偏差、电压波动和闪变、谐波及间谐波、电 压不平衡度、直流分量，对应的运行数据包括：电能质量数据；
功率控制指标的二级指标为功功率变化率、有功功率控制、无功输出范围、 无功功率控制，对应的运行数据包括：并网点有功功率、并网点无功功率、辐照 度；
低电压穿越指标的二级指标为有功功率恢复速率、无功电流输出幅值及无功 电流响应时间，对应的运行数据包括：并网点电压、故障时间、故障前后有功功 率幅值、故障前后无功电流幅值。
进一步的，所述对所述并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到 用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据，包括：
针对电网适应性指标评估数据源进行筛选计算，得到电压适应性、频率适应 性指标评价数据；
针对电能质量指标评估数据源进行筛选计算，得到电压偏差、电压波动和闪 变、谐波及间谐波、电压不平衡度、直流分量指标评价数据；
针对功率控制指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功率变化率、有功功 率控制、无功输出范围、无功功率控制指标评价数据；
针对低电压穿越指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功率恢复速率、无 功电流输出幅值、无功电流响应时间指标评价数据。
进一步的，所述针对电网适应性指标评估数据源进行筛选计算，得到电压适 应性、频率适应性指标评价数据，包括；
从电网适应性指标评估数据源中，获取评价时间区间内处于并网点电压输出 范围内的并网点电压数据，根据所述并网点电压数据确定电压适应性电网工况， 并根据所述电压适应性电网工况筛选出对应时刻至设定时间范围内的有功功率 输出幅值，作为电压适应性指标评价数据；
从电网适应性指标评估数据源中，获取评价时间区间内的频率数据，根据所 述频率数据确定频率适应性电网工况，并根据所述频率适应性电网工况筛选出对 应时刻至设定时间范围内的有功功率输出幅值及频率幅值，作为频率适应性指标 评价数据；
所述并网点电压输出范围由运行数据中评价时间区间内电压的极大值和极 小值确定。
进一步的，所述针对电能质量指标评估数据源进行筛选计算，得到电压偏差、 电压波动和闪变、谐波及间谐波、电压不平衡度、直流分量指标评价数据，包括：
判断电网中是否存在电能质量监测装置；
当电网中存在电能质量检测装置时，从电能质量监测装置直接获取的数据， 作为电压偏差、电压波动和闪变、谐波及间谐波、电压不平衡度、直流分量指标 评价数据；否则根据从采集与监视控制系统或同步向量测量装置中获取的并网点 三相电压数据计算得到电压偏差和电压不平衡度指标评价数据。
进一步的，所述针对功率控制指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功率 变化率、有功功率控制、无功输出范围、无功功率控制指标评价数据，包括：
获取光伏发电站并网点有功功率变化率超过设定比例的装机容量/分钟的有 功功率，作为有功功率变化率指标评价数据，同时使用对应的辐照度数据作为校 验；
获取调度有功功率指令数据与对应时间区间的光伏发电站并网点有功功率 输出幅值，作为有功功率控制评价数据；
获取处于运行数据中评价时间区间内的无功功率数据的极大值和极小值范 围内的无功输出数据，作为无功输出范围评价数据；
获取调度无功功率指令数据与对应时间区间的光伏发电站并网点无功功率 输出与数据电压数据，作为无功功率控制评价数据。
进一步的，所述针对低电压穿越指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功 率恢复速率、无功电流输出幅值、无功电流响应时间指标评价数据，包括：
获取故障录波装置运行数据中的电压瞬时值，根据所述电压瞬时值计算基波 正序电压有效值，并根据所述基波正序电压有效值判断电网工况；
当所述电网工况处于低电压穿越状态时，从故障录波装置运行数据中获取每 次低电压穿越故障前1秒至故障后1分钟的电压电流瞬时值，计算得到有功功率 恢复速率、无功电流输出幅值和无功电流输出响应时间，作为低电压穿越指标评 价数据；否则选取下一评价时间区间的电压瞬时值，重新计算基波正序电压有效 值。
一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估系统，所述系统包括：
数据关联性分析模块，用于采集光伏发电站运行数据，对运行数据进行数据 统计归纳分析，并分析运行数据与并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并 网性能评价指标评估的数据源；
数据筛选模块，用于对并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到 用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据；
光伏发电站并网性能评估模块，用于根据指标评价方法，对筛选后的评价数 据进行分析评估，得到光伏发电站并网性能评估结果。
所述数据关联性分析模块包括：数据采集单元、数据统计归纳单元和数据关 联性分析单元；
数据采集单元，用于从数据采集与监视控制系统、电能质量监测装置、同步 向量测量装置、故障录波装置采集各类数据；
数据统计归纳单元，用于按照时间尺度类型、监测对象类型、监测时间段对 运行数据分类，并针对运行数据进行异常数据校验与修正，最后获取电压、电流、 有功功率、无功功率的最大值和最小值；
数据关联性分析单元，用于对统计归纳后的运行数据与并网性能评价指标的 关联性进行分析，获得并网性能评价指标评估数据源。
所述数据筛选模块包括：
电网适应性指标筛选计算单元，用于根据电网适应性指标的筛选原则筛选计 算得到用于进行电网适应性指标评估的评价数据；
电能质量指标筛选计算单元，用于根据电能质量指标的筛选原则筛选计算得 到用于进行电能质量指标评估的评价数据；
功率控制指标筛选计算单元，用于根据功率控制指标的筛选原则筛选计算得 到用于进行功率控制指标评估的评价数据；
低电压穿越指标筛选计算单元，用于根据低电压穿越指标的筛选原则筛选计 算得到用于进行低电压穿越指标评估的评价数据。
所述光伏发电站并网性能评估模块包括：
评价指标单元，用于建立并网性能评价指标及指标评价方法；
评估单元，用于利用评价指标和指标评价方法，对评价数据进行评估，得出 各评价指标的评估结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，对光伏发电 站运行数据进行数据归纳统计，根据所述归纳统计后的运行数据与预设的并网性 能评价指标的关联性，得到用于进行并网性能评价指标评估的数据源，再对所述 数据源进行筛选计算，得到用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据，最后 根据设定的指标评价方法，对所述评价数据进行分析评估，得到光伏发电站并网 性能评估结果。本发明提供的技术方案能够反映光伏发电站并网性能长期属性， 能够评估光伏发电站是否在较长时间范围内始终满足标准技术要求，对现有光伏 发电站并网现场检测及评估方法仅针对测试期内有效起到了重要补充与完善作 用。
本发明提供的技术方案利用光伏发电站内有效的长期运行数据开展并网性 能评估，解决了受限于恶劣地理环境、交通运输不便于开展移动式现场检测的难 题。
本发明提供的技术方案可以有效评估光伏发电站整站的各项并网性能，解决 了低电压穿越、电网适应性等性能无法通过光伏发电站整站测试评估的技术难题， 同时，该方法同样适用于包括高电压穿越的故障穿越性能评估，为日后规范光伏 发电站高电压穿越技术要求，提供有效的高电压穿越能力评估手段。
附图说明
图1为本发明的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法实施流程图；
图2为本发明实施例中一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法 的结构流程图；
图3为本发明实施例中光伏发电站的低电压穿越能力要求示意图；
图4为本发明的一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估系统的结构 示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明作进一步详细 说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有光伏发电站并网现场检测及评估方法，本专利利用光伏发电站内配 置的各项数据采集装置，提取不同时间尺度的长期运行数据，明确并网性能评价 指标和评价准则，根据运行数据与评价指标之间的关联性，结合评价指标数据筛 选原则及算法，得到各项并网性能指标的符合性评估结果。
实施例1：
本发明实施例提供的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其具体 实施过程如图1所示，包括：
S101：对光伏发电站运行数据进行数据归纳统计，并根据所述归纳统计后的 运行数据与预设的并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并网性能评价指标 评估的数据源；
S102：对所述并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到用于进行 光伏发电站并网性能评估的评价数据；
S103：根据设定的指标评价方法，对所述评价数据进行分析评估，得到光伏 发电站并网性能评估结果。
具体的，本发明实施例提供的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法 的结构流程图如图2所示，包含如下内容：
步骤S101，对光伏发电站运行数据进行数据归纳统计，并根据所述归纳统 计后的运行数据与预设的并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并网性能评 价指标评估的数据源，实施过程如下：
步骤S101-1，光伏发电站运行数据采集：
光伏发电站内有效数据来源主要包括数据采集与监视控制系统、电能质量监 测装置、同步向量测量装置、故障录波装置，通过各项数据采集装置收集光伏发 电站内长期运行数据，包括分别提取采集与监视控制系统中的辐照度、并网点三 相电压、三相电流、无功功率、有功功率、频率、调度指令信息等数据，提取同 步向量测量装置的电压、电流、功率、相角等数据，提取电能质量监测装置中的 电能质量等数据，提取故障录波装置中的故障前后电压、电流、功率、频率等数 据。鉴于电能质量监测装置及故障录波装置等装置的存储空间有限，在长期监测 周期内，需定期释放存储空间，保证数据连续性及完整性；
步骤S101-2，数据统计归纳分析：
按照时间尺度类型、监测对象类型、监测时间段对运行数据分类。根据不同 时间尺度对长期运行数据进行分类，其中采集与监视控制系统、电能质量监测装 置、同步向量测量装置采集分钟级数据，故障录波装置采集毫秒级数据；监测对 象为光伏发电站整站；按照评估需求统一监测时间段，监测时间段小于等于数据 采集装置记录的最短的时间区间。
针对运行数据进行异常数据校验与修正，采用数据筛选的聚类算法，针对电 压、电流、功率、辐照度数据进行异常处理和分析，删除有缺失信息的记录以及 与行业标准不符的错误数据，并对缺失的数据按照合理的数据分布规律进行人工 补全；
取评价时间区间内的电压、电流、有功功率、无功功率的最大值和最小值， 作为各组数据中电气量的极大值Umax、Imax、Pmax、Qmax及极小值Umin、Imin、Pmin、 Qmin。
具体的，步骤S102，在步骤S101进行了长期运行数据归纳统计的基础上， 进行并网性能评价指标关联性分析，从中选取用于进行光伏发电站并网性能评估 的数据源，并按照并网性能评价指标进行数据筛选，实施过程如下：
步骤S102-1，并网性能评价指标关联性分析：
由于光伏发电站内不同数据采集装置之间无时钟对时且采样率及数据计算 方法不同，无法通过各数据采集装置之间的数据进行对比分析，无需统一数据格 式，通过采集到的运行数据与并网性能评价指标之间的相关性进行分析；
①电网适应性
电网适应性指标主要包括电压适应性与频率适应性，性能评估所需数据包括 并网点电压、频率、有功功率，因此采用数据采集与监视控制系统及同步向量测 量装置所获取的数据进行计算评估；
②电能质量
电能质量指标主要包括电压偏差、电压波动和闪变、谐波及间谐波、电压不 平衡度、直流分量，因此采用电能质量监测装置获取的数据进行计算评估；若光 伏发电站未配置电能质量监测装置，可采用数据采集与监视控制系统或同步向量 测量装置中的并网点三相电压数据，评估电能质量中的电压偏差与电压不平衡度 两项指标；
③功率控制
功率控制指标主要包括有功功率变化率、有功功率控制、无功输出范围、无 功功率控制，性能评估所需数据包括并网点有功功率、并网点无功功率、辐照度， 因此采用数据采集与监视控制系统所获取的数据进行计算评估；
④低电压穿越
低电压穿越指标主要包括有功功率恢复速率、无功电流输出幅值及无功电流 响应时间，为评估上述指标需要采集的数据包括并网点电压、故障时间、故障前 后有功功率幅值、故障前后无功电流幅值；该指标评估对于时间分辨率的要求为 毫秒级，因此采用故障录波装置所获取的数据进行计算评估，同时，可采用数据 采集与监视控制系统所获取的数据进行评估校验；
步骤S102-2，并网性能评价指标关联数据筛选计算：
针对上述关联性分析，得到电网适应性、电能质量、功率控制、低电压穿越 性能的数据源，结合各项指标的筛选算法进行计算分析：
①电网适应性
电压适应性筛选计算数据的原则：首先确定并网点电压UT的输出范围 [Umin,Umax]，在0.9pu≤UT≤1.1pu工况下，对应时刻至此后1小时范围内的有功 功率的输出幅值；在1.1pu<UT<1.2pu工况下，对应时刻至此后20min范围内的 有功功率的输出幅值；在1.2pu≤UT≤1.3pu工况下，对应时刻至此后20min范围 内的有功功率的输出幅值；在UT>1.3pu工况下，对应时刻至此后20min范围内 的有功功率的输出幅值；
频率适应性筛选计算数据的原则：在f＜48Hz工况下，对应时刻至此后 1小时范围内的有功功率的输出幅值及频率幅值；在48Hz≤f≤49.5Hz工况下， 对应时刻至此后20min范围内的有功功率的输出幅值；在49.5Hz≤f≤50.5Hz工 况下，对应时刻至此后1小时范围内的有功功率的输出幅值；在f＞50.5Hz工况 下，对应时刻至此后20min范围内的有功功率的输出幅值；
②电能质量
电能质量监测装置输出结果可直接用于后续评估。若无电能质量监测装置， 采用数据采集与监视控制系统或同步向量测量装置中的并网点三相电压数据开 展评估，计算电压偏差与电压不平衡度；
εU2为电压的负序不平衡度，εU0为电压的零序不平衡度；
U1为三相电压的正序分量方均根值，U2为三相电压的负序分量方均根值，U0为三相电压的零序分量方均根值；
③功率控制
有功功率变化率筛选计算数据的原则：提取光伏发电站并网点有功功率 变化率超过5％装机容量/分钟的有功功率数据，以及对应的辐照度数据作为校验；
有功功率控制筛选计算数据的原则：提取调度有功功率指令数据与对应 时间区间的光伏发电站并网点有功功率输出幅值数据；
无功输出范围筛选计算数据的原则：根据并网点无功功率极大值及极小 值，确定无功功率的输出范围[Qmin,Qmax]；
无功功率控制筛选计算数据的原则：提取调度无功功率指令数据与对应 时间区间的光伏发电站并网点无功功率输出与数据电压数据；
④低电压穿越
低电压穿越筛选计算数据的原则：
首先根据故障录波装置中的故障数据进行分析计算，将采集到的电压瞬时值 数据计算为基波正序下的电压有效值；以a相为例，ua为采集到的a相电压瞬时 值，ua,cos为a相电压的实部，ua,sin为a相电压的虚部，u1+,cos为基波正序电压 的实部，u1+,sin为基波正序电压的虚部，N为一个周期内的瞬时值数据总数量， n为每个瞬时值数据对应的点数，U1+为基波正序电压有效值，计算公式如下：
其次，计算确定基波正序下的并网点电压是否存在UT低于0.9pu的工况，若 不存在，忽略本组数据，重新提取下一个监测时间端的电流电压瞬时值数据，并 计算基波正序下的电压有效值；若存在，在UT<0.9pu工况下，提取每次UT< 0.9pu工况下的故障前1秒至故障后1分钟的电压、电流瞬时值；
然后，依照下式计算基波正序下的有功功率有效值及无功功率有效值，P1+为基波正序有功功率有效值，Q1+为基波正序无功功率有效值，ia,cos为a相电流 的实部，ia,sin为a相电流的虚部，i1+cos为基波正序电流的实部，i1+sin为基波正 序电流的虚部：
有功功率恢复速率算法为：从电压跌落起始时刻至恢复正常发电状态，有功 功率的恢复速率，计算公式如下：
式中：P1为故障清除时刻光伏电站基波正序有功功率有效值的标幺值，P2为 应发有功功率的90％，ta1为故障清除时刻，ta2为有功功率恢复至持续大于P2的 起始时刻；
最后，计算基波正序下的无功电流有效值，IQ1+为基波正序无功电流有效值：
无功电流输出幅值及响应时间算法为：无功电流达到标准参考值的90％时， 认为动态无功电流已做出响应，计算从电压跌落起至无功电流做出响应的时间， 无功电流持续注入时间内的无功电流平均值为故障期间内无功电流幅值，计算公 式如下：
无功电流输出幅值：
无功电流输出响应时间：tIq,res＝tr1-t0
无功电流注入持续时间：tlast＝tr2-tr1
式中：Iq(t)为电压跌落期间光伏电站基波正序无功电流有效值；t0为电压 跌落开始时刻；tr1为电压跌落期间光伏电站无功电流注入持续大于无功电流注 入参考值的90％的起始时刻；tr2为电压跌落期间光伏电站无功电流注入持续大于 无功电流注入参考值的90％的结束时刻。
具体的，步骤S103，根据设定的指标评价方法，对所述评价数据进行分析评 估，得到光伏发电站并网性能评估结果，实施过程如下：
针对电网适应性、电能质量、功率控制、低电压穿越中的各项指标，以及行 业或国家标准规定的对应各项指标的评价方法，利用筛选的数据进行评估，得出 各项指标的评估结果，实现并网性能实证性评价，具体如下：
①电网适应性
在0.9pu≤UT≤1.1pu工况下，对应时刻至此后1小时范围内的有功功率 的输出幅值，标准要求该工况内电站正常运行，若有功功率输出幅值满足，评估 结果为合格；在1.1pu<UT<1.2pu工况下，对应时刻至此后20min范围内的有功 功率的输出幅值，标准要求该工况内电站至少持续运行10s，若有功功率输出幅 值满足10s内未降为0脱网，评估结果为合格；在1.2pu≤UT≤1.3pu工况下，对 应时刻至此后20min范围内的有功功率的输出幅值，标准要求该工况内电站至少 持续运行0.5s，若有功功率输出幅值满足0.5s内未降为0脱网，评估结果为合格； 在UT>1.3pu工况下，对应时刻至此后20min范围内的有功功率的输出幅值，标 准未做出技术要求，电站应立即脱网，若有功功率输出幅值满足脱网要求，评估结果为合格；
若所有指标评估结果为合格，则该光伏发电站具备电压适应性能力，否则不 具备；
在f＜48Hz工况下，对应时刻至此后1小时范围内的有功功率的输出幅 值及频率幅值，标准要求该工况根据逆变器允许运行的最低频率运行，结合实际 光伏发电站用逆变器技术参数，判断评估结果；在48Hz≤f≤49.5Hz工况下，对 应时刻至此后20min范围内的有功功率的输出幅值，标准要求该工况内电站至 少持续运行10min，若有功功率输出幅值满足10min内未降为0脱网，评估结果 为合格；在49.5Hz≤f≤50.5Hz工况下，对应时刻至此后1小时范围内的有功功 率的输出幅值，标准要求该工况内电站至少持续运行2min，若有功功率输出幅 值满足2min内未降为0脱网，评估结果为合格；在f＞50.5Hz工况下，对应时 刻至此后20min范围内的有功功率的输出幅值，标准要求该工况内电站立刻终 止向电网线路送电，若有功功率输出幅值满足立刻降为0脱网，评估结果为合 格；
若所有指标评估结果为合格，则该光伏发电站具备频率适应性能力，否则不 具备；
②电能质量
电能质量按照行业或国家标准要求评估监测装置输出的三相电压不平衡度 满足、谐波值、间谐波值、电压偏差、电压波动和闪变值，若所有指标评估结果 为合格，则该光伏发电站电能质量满足要求，否则不具备；
③功率控制
有功功率变化率不超过10％装机容量/min，评估结果为合格，若因太阳 能辐照度降低而引起的光伏发电站有功功率变化速率超过10％装机容量/min，评 估结果为不合格；
有功功率控制最大偏差≤5％Pn，响应时间不超过2min，评估结果为合格；
无功输出范围[Qmin,Qmax]满足无功接入专题审查意见，评估结果为合格；
具备无功功率电压控制能力，评估结果为合格；
若所有指标评估结果为合格，则该光伏发电站具备功率控制能力，否则不具 备；
④低电压穿越
有功功率恢复速率≥30％Pn/s，评估结果为合格；
低电压穿越曲线如图3所示，不同类型故障的并网点考核电压全部在图3中 电压轮廓线及以上，评估结果为合格；
无功电流响应时间tIq,res≤30ms，评估结果为合格；
无功电流幅值满足标准要求：评估结果 为合格；
校验环节：采用SCADA数据分析，在UT＜0.9pu工况下，对应时刻至此后 20min范围内的有功功率的输出幅值，在不同电压跌落深度的持续时间是否满足 图3，如满足，评估结果为合格；
若所有指标评估结果为合格，则该光伏发电站具备功率控制能力，否则不具 备。
实施例2：
基于同一发明构思，本发明还提供一种基于运行数据的光伏发电站并网性能 评估系统，如图4所示，所述系统包括：
数据关联性分析模块，用于采集光伏发电站运行数据，对运行数据进行数据 统计归纳分析，并分析运行数据与并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并 网性能评价指标评估的数据源；
数据筛选模块，用于对并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到 用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据；
光伏发电站并网性能评估模块，用于根据指标评价方法，对筛选后的评价数 据进行分析评估，得到光伏发电站并网性能评估结果。
所述数据关联性分析模块包括：数据采集单元、数据统计归纳单元和数据关 联性分析单元；
数据采集单元，用于从数据采集与监视控制系统、电能质量监测装置、同步 向量测量装置、故障录波装置采集各类数据；
数据统计归纳单元，用于按照时间尺度类型、监测对象类型、监测时间段对 运行数据分区分类，并针对运行数据进行异常数据校验与修正，最后获取电压、 电流、有功功率、无功功率的最大值和最小值；
数据关联性分析单元，用于对统计归纳后的运行数据与并网性能评价指标的 关联性进行分析，获得并网性能评价指标评估数据源。
所述数据筛选模块包括：电网适应性指标筛选计算单元、电能质量指标筛选 计算单元、功率控制指标筛选计算单元和低电压穿越指标筛选计算单元；
电网适应性指标筛选计算单元，用于根据电网适应性指标的筛选原则筛选计 算得到用于进行电网适应性指标评估的评价数据；
电能质量指标筛选计算单元，用于根据电能质量指标的筛选原则筛选计算得 到用于进行电能质量指标评估的评价数据；
功率控制指标筛选计算单元，用于根据功率控制指标的筛选原则筛选计算得 到用于进行功率控制指标评估的评价数据；
低电压穿越指标筛选计算单元，用于根据低电压穿越指标的筛选原则筛选计 算得到用于进行低电压穿越指标评估的评价数据。
所述光伏发电站并网性能评估模块包括：评价指标单元和评估单元；
评价指标单元，用于建立并网性能评价指标及指标评价方法；
评估单元，用于利用评价指标和指标评价方法，对评价数据进行评估，得出 各评价指标的评估结果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算 机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软 件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计 算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、 光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或 方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框 的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机 或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指 令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得 在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从 而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或 多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的 权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，包括：
对光伏发电站运行数据进行数据归纳统计，并根据所述归纳统计后的运行数据与预设的并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并网性能评价指标评估的数据源；
对所述并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据；
根据设定的指标评价方法，对所述评价数据进行分析评估，得到光伏发电站并网性能评估结果；
所述预设的并网性能评价指标包括电网适应性评价指标、电能质量指标、功率控制指标和低电压穿越指标。
2.根据权利要求1所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述光伏发电站运行数据包括：
从采集与监视控制系统获取的辐照度、并网点三相电压、三相电流、无功功率、有功功率、频率、调度指令信息数据；
从电能质量监测装置获取的电能质量数据；
从同步向量测量装置获取的电压、电流、功率、相角数据；
从故障录波装置获取的故障前后电压、电流、功率、频率数据。
3.根据权利要求2所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述对光伏发电站运行数据进行数据归纳统计，包括：
将光伏发电站运行数据按照时间尺度类型、监测对象类型、监测时间段进行分类；
采用数据筛选的聚类算法，针对分类后的所述光伏发电站运行数据进行异常处理和分析，滤除非有效数据，得到有效的原始数据；
获取所述有效原始数据评价时间区间内的电压、电流、有功功率、无功功率的最大值和最小值，作为电压、电流、有功功率、无功功率数据中电气量的极大值和极小值。
4.如权利要求3所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，
所述时间尺度类型包括：分钟级数据和毫秒级数据；
所述监测对象类型包括：光伏发电站；
所述监测时间段的确定包括：按照评估需求统一监测时间段，将不大于数据采集装置记录的最短的时间区间作为监测时间段。
5.根据权利要求3所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述归纳统计后的运行数据与预设的并网性能评价指标的关联性，包括：
电网适应性指标的二级指标为电压适应性与频率适应性，对应的运行数据包括：并网点电压、频率、有功功率；
电能质量指标的二级指标为电压偏差、电压波动和闪变、谐波及间谐波、电压不平衡度、直流分量，对应的运行数据包括：电能质量数据；
功率控制指标的二级指标为功功率变化率、有功功率控制、无功输出范围、无功功率控制，对应的运行数据包括：并网点有功功率、并网点无功功率、辐照度；
低电压穿越指标的二级指标为有功功率恢复速率、无功电流输出幅值及无功电流响应时间，对应的运行数据包括：并网点电压、故障时间、故障前后有功功率幅值、故障前后无功电流幅值。
6.如权利要求5所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述对所述并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据，包括：
针对电网适应性指标评估数据源进行筛选计算，得到电压适应性、频率适应性指标评价数据；
针对电能质量指标评估数据源进行筛选计算，得到电压偏差、电压波动和闪变、谐波及间谐波、电压不平衡度、直流分量指标评价数据；
针对功率控制指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功率变化率、有功功率控制、无功输出范围、无功功率控制指标评价数据；
针对低电压穿越指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功率恢复速率、无功电流输出幅值、无功电流响应时间指标评价数据。
7.如权利要求6所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述针对电网适应性指标评估数据源进行筛选计算，得到电压适应性、频率适应性指标评价数据，包括；
从电网适应性指标评估数据源中，获取评价时间区间内处于并网点电压输出范围内的并网点电压数据，根据所述并网点电压数据确定电压适应性电网工况，并根据所述电压适应性电网工况筛选出对应时刻至设定时间范围内的有功功率输出幅值，作为电压适应性指标评价数据；
从电网适应性指标评估数据源中，获取评价时间区间内的频率数据，根据所述频率数据确定频率适应性电网工况，并根据所述频率适应性电网工况筛选出对应时刻至设定时间范围内的有功功率输出幅值及频率幅值，作为频率适应性指标评价数据；
所述并网点电压输出范围由运行数据中评价时间区间内电压的极大值和极小值确定。
8.如权利要求6所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述针对电能质量指标评估数据源进行筛选计算，得到电压偏差、电压波动和闪变、谐波及间谐波、电压不平衡度、直流分量指标评价数据，包括：
判断电网中是否存在电能质量监测装置；
当电网中存在电能质量检测装置时，从电能质量监测装置直接获取的数据，作为电压偏差、电压波动和闪变、谐波及间谐波、电压不平衡度、直流分量指标评价数据；否则根据从采集与监视控制系统或同步向量测量装置中获取的并网点三相电压数据计算得到电压偏差和电压不平衡度指标评价数据。
9.如权利要求6所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述针对功率控制指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功率变化率、有功功率控制、无功输出范围、无功功率控制指标评价数据，包括：
获取光伏发电站并网点有功功率变化率超过设定比例的装机容量/分钟的有功功率，作为有功功率变化率指标评价数据，同时使用对应的辐照度数据作为校验；
获取调度有功功率指令数据与对应时间区间的光伏发电站并网点有功功率输出幅值，作为有功功率控制评价数据；
获取处于运行数据中评价时间区间内的无功功率数据的极大值和极小值范围内的无功输出数据，作为无功输出范围评价数据；
获取调度无功功率指令数据与对应时间区间的光伏发电站并网点无功功率输出与数据电压数据，作为无功功率控制评价数据。
10.如权利要求6所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估方法，其特征在于，所述针对低电压穿越指标评估数据源进行筛选计算，得到有功功率恢复速率、无功电流输出幅值、无功电流响应时间指标评价数据，包括：
获取故障录波装置运行数据中的电压瞬时值，根据所述电压瞬时值计算基波正序电压有效值，并根据所述基波正序电压有效值判断电网工况；
当所述电网工况处于低电压穿越状态时，从故障录波装置运行数据中获取每次低电压穿越故障前1秒至故障后1分钟的电压电流瞬时值，计算得到有功功率恢复速率、无功电流输出幅值和无功电流输出响应时间，作为低电压穿越指标评价数据；否则选取下一评价时间区间的电压瞬时值，重新计算基波正序电压有效值。
11.一种基于运行数据的光伏发电站并网性能评估系统，其特征在于，包括：
数据关联性分析模块，用于采集光伏发电站运行数据，对运行数据进行数据统计归纳分析，并分析运行数据与并网性能评价指标的关联性，得到用于进行并网性能评价指标评估的数据源；
数据筛选模块，用于对并网性能评价指标评估的数据源进行筛选计算，得到用于进行光伏发电站并网性能评估的评价数据；
光伏发电站并网性能评估模块，用于根据指标评价方法，对筛选后的评价数据进行分析评估，得到光伏发电站并网性能评估结果。
12.如权利要求11所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估系统，其特征在于，所述数据关联性分析模块包括：数据采集单元、数据统计归纳单元和数据关联性分析单元；
数据采集单元，用于从数据采集与监视控制系统、电能质量监测装置、同步向量测量装置、故障录波装置采集各类数据；
数据统计归纳单元，用于按照时间尺度类型、监测对象类型、监测时间段对运行数据分类，并针对运行数据进行异常数据校验与修正，最后获取电压、电流、有功功率、无功功率的最大值和最小值；
数据关联性分析单元，用于对统计归纳后的运行数据与并网性能评价指标的关联性进行分析，获得并网性能评价指标评估数据源。
13.如权利要求11所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估系统，其特征在于，所述数据筛选模块包括：电网适应性指标筛选计算单元、电能质量指标筛选计算单元、功率控制指标筛选计算单元和低电压穿越指标筛选计算单元；
电网适应性指标筛选计算单元，用于根据电网适应性指标的筛选原则筛选计算得到用于进行电网适应性指标评估的评价数据；
电能质量指标筛选计算单元，用于根据电能质量指标的筛选原则筛选计算得到用于进行电能质量指标评估的评价数据；
功率控制指标筛选计算单元，用于根据功率控制指标的筛选原则筛选计算得到用于进行功率控制指标评估的评价数据；
低电压穿越指标筛选计算单元，用于根据低电压穿越指标的筛选原则筛选计算得到用于进行低电压穿越指标评估的评价数据。
14.如权利要求11所述的基于运行数据的光伏发电站并网性能评估系统，其特征在于，所述光伏发电站并网性能评估模块包括：评价指标单元和评估单元；
评价指标单元，用于建立并网性能评价指标及指标评价方法；
评估单元，用于利用评价指标和指标评价方法，对评价数据进行评估，得出各评价指标的评估结果。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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