CN117578957A - 一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法及系统 - Google Patents

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CN117578957A CN202311570655.8A CN202311570655A CN117578957A CN 117578957 A CN117578957 A CN 117578957A CN 202311570655 A CN202311570655 A CN 202311570655A CN 117578957 A CN117578957 A CN 117578957A
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Abstract

本公开提供了一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法及系统，涉及分布式光伏集群划分技术领域，包括获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。

Description

一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法及系统
技术领域
本公开涉及分布式光伏集群划分技术领域，具体涉及一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
近年来可再生能源在电网中渗透水平的快速增长，使得分布式光伏所占的比重逐渐增加，大规模分布式光伏发电接入电网给电力系统带来了新的挑战，尤其在偏远农村地区的配电网中，随着大量分布式光伏接入配电网络，部分地区已经出现渗透率大于100％的情况，对局域电网的安全稳定造成了重大影响。在配电系统中，高渗透率分布式可再生能源发电带来了如何实现分布式光伏群控群调等问题，进一步提高可再生能源接入情况下的就地消纳能力。
现有技术中，公开号为CN116776178A-分布式光伏场景下的集群划分方法、装置、设备及介质的专利中公开如下方法：收集光伏电站数据，包括光伏电站的容量、位置、光伏电池板的倾角和朝向；从收集的光伏电站数据中选择作为集群划分依据的特征参数，并基于选择的特征参数，计算区域内各场站的样本向量；对样本向量进行归一化处理；采用最大期望聚类算法获得集群聚类结果；基于获得的集群聚类结果对目标集群进行集群划分。将光伏电站采集数据后的预处理，以及后续的集群快速可靠的以最大期望算法模式计算出来进行划分，在数据预处理时保证了数据的可靠性以及准确性。但是，该专利方案提出的分布式光伏集群划分方法是基于分布式光伏电站数据进行的集群划分方法，主要以分布式光伏的特征参数为参考进行集群划分，这种集群划分方式，未考虑接分布式光伏并网点的电网结构、高电压等级电网运行状态与电网安全调度运行的相关要求，不利于大范围内分布式光伏的调度运行。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法及系统，从多个维度对分布式光伏进行集群划分，确保所划分的分布式光伏集群空间维度合理、并网方案可行、运行架构合理、调控方式高效，可以适用于分布式光伏的群控群调，服务电网调度运行。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，包括：
获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
进一步的，分布式光伏集群配电网数据包括并网电压等级、分布式光伏集群地理空间位置、并网点名称以及并网日期。
进一步的，获取分布式光伏并网电压等级，对于不同电压等级，从高电压等级至低电压等级进行集群划分，将电压等级的分布式光伏划为一个集群，如果满足电压等级划分条件，则按照电压等级进行划分，如果不符合，则按空间特性进行划分。
进一步的，对于不满足电压等级划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏集群地理位置以及最近并网点空间距离进行划分。
进一步的，对于不满足空间特性划分要求的集群划分情况，依据电气距离划分规则进行集群划分，电气距离通过计算光伏并网点与其它节点间耦合关系进行表示，节点间的耦合关系越大，则节点之间的联系越强，则对应节点之间的电气距离越小。
进一步的，对于不满足电气距离划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏的建设并网日期进行集群划分，设定时间区间为划分标准，将符合设定时间区间之内建设的并网的分布式光伏站划为一个集群。
进一步的，对于不满足电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑综合性能划分方法，依据专家经验以及有功平衡度进行分布式光伏集群划分。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分系统，包括：
数据获取模块，用于获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
划分群控模块，用于若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开提供了一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，从多个维度对分布式光伏进行集群划分，考虑了分布式光伏的地理位置，并网点台区(变电站)容量，区域电网结构与运行方式，确保所划分的分布式光伏集群空间维度合理、并网方案可行、运行架构合理、调控方式高效，可以适用于分布式光伏的群控群调，服务电网调度运行。
通过对分布式光伏进行集群划分，可以有效提高分布式光伏的消纳能力，降低电网运行安全风险，电气距离更合理，有功协同更平衡。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例的分布式光伏集群划分流程图；
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
本公开的一种实施例中提供了一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，包括：
获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
作为一种实施例，本公开的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法的具体实施过程为：
步骤1，按照电压等级进行划分，从高电压等级(220kV)至低电压等级(380V)进行集群划分，按电压等级进行分层划分；
收集分布式光伏站相关数据信息，包括分布式光伏站空间位置、并网电压等级、并网点名称、并网日期等信息，并对信息进行梳理分析，判断是否满足要求，对于不满足的信息，需要重新收集，待确认分布式光伏信息满足划分要求后，根据规则开展集群划分。
依据分布式光伏并网台账，获取分布式光伏并网电压等级，对于不同电压等级，目前电网调控方式不同，例如，通过10kV并网的分布式光伏，一般通过调度进行直管直控，通过统一的调度规则进行管理，所以将这一电压等级的分布式光伏划为一个集群，更利于管理，如果满足电压等级划分条件，则按照电压等级进行划分，如果不符合，则按空间特性进行划分判断。
步骤2，按照空间特性进行划分，考虑分布式光伏的地理位置，将想近分布式光伏如(半径300m)范围内划分为一个集群；
对于不满足电压等级划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏建设地理位置以及最近并网点空间距离，例如同一村庄、小区的分布式光伏，接入的并网点在同一个台区，各个光伏的出力曲线想近，有利于分布式光伏的群控群调，可以划分为一个集群，如果满足按空间特性进行划分，则按照空间特性进行划分，如果不符合，则按电气距离进行划分判断。
步骤3，按照电气距离进行划分，考虑分布式光伏所属电网的电气距离进行集群划分，电气距离更合理；
对于不满足空间特性划分要求的集群划分情况，依据电气距离划分规则进行集群划分，电气距离主要通过计算光伏并网点与其它节点间耦合关系进行表示，如公式4-1所示，计算后，aij越大，表明节点i与j之间的联系越强，而两点之间的距离与联系是一对相反的参数，故对应节点间的电气距离值越小。如果满足按电气距离进行划分时，则按照电气距离进行集群划分，如果不符合，则按时间特性进行划分。
其中：
aij，表示节点i与j之间的耦合联系；
ΔVi、ΔVj为相应节点的电压幅值变化量；
ΔQj表示j处无功改变值；
步骤4，按照时间特性进行划分，由于分布式光伏发电效率及可调节裕度随并网发电时间逐渐降低，因此将建设并网时长想近的分布式光伏划分为同一集群；
对于不满足电气距离划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏的建设并网日期进行集群划分，例如在相同区域内，存在不同年份建设并网的分布式光伏站，新建的分布式光伏站相比于3年以上的分布式光伏站，其可调可控能力较强，因此可以以3年为划分依据，以当前年份为基准，将三年内建设并网的分布式光伏站伏划为一个集群，如果满足按时间特性进行划分，则按照时间特性进行划分，如果不符合，则需要按照综合性能进行划分。
步骤5，按照综合性能进行划分，如果以上四种方式，都不能获得合理的集群划分结果，则可以考虑依赖综合性能划分防范，依赖专家经验权重对分布式集群进行划分。
对于不满足电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，那么就可以考虑综合性能划分方法，该方法主要依据专家经验以及相关计算分析进行支撑，获得合理的分布式光伏集群划分结果，其中主要参考有功平衡度，有功平衡度主要由公式2和公式(3)获得，
其中：
Pck为第ck个集群的有功平衡度指标；
T为典型时变场景的时间长度；
Pclu(t)ck为第ck个集群t时刻净功率值；
Max()表示求最大值函数
其中：
为所划集群的有功平衡度指标；
c为划分集群总个数；
ck为集群中第k个集群；
步骤6，按照以上集群划分方案，完成分布式集群划分，进而支撑分布式光伏群调群控工作开展，实现分布式光伏消纳最大化。
判断集群划分是否符合群调群控要求
根据集群划分结果，进行分布式群调群控可行性验证，如果满足群调群控要求，则按照此集群方式进行，如果不符合要求，则从新进行集群划分，直到获取合适的集群划分结果。
执行分布式光伏集群开展群控群调；
按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调工作。
实施2
本公开的一种实施例中提供了一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分系统，包括：
数据获取模块，用于获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
划分群控模块，用于若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
作为一种实施例，本公开的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分系统所执行的方法的具体实施过程为：
步骤1，按照电压等级进行划分，从高电压等级(220kV)至低电压等级(380V)进行集群划分，按电压等级进行分层划分；
收集分布式光伏站相关数据信息，包括分布式光伏站空间位置、并网电压等级、并网点名称、并网日期等信息，并对信息进行梳理分析，判断是否满足要求，对于不满足的信息，需要重新收集，待确认分布式光伏信息满足划分要求后，根据规则开展集群划分。
依据分布式光伏并网台账，获取分布式光伏并网电压等级，对于不同电压等级，目前电网调控方式不同，例如，通过10kV并网的分布式光伏，一般通过调度进行直管直控，通过统一的调度规则进行管理，所以将这一电压等级的分布式光伏划为一个集群，更利于管理，如果满足电压等级划分条件，则按照电压等级进行划分，如果不符合，则按空间特性进行划分判断。
步骤2，按照空间特性进行划分，考虑分布式光伏的地理位置，将想近分布式光伏如(半径300m)范围内划分为一个集群；
对于不满足电压等级划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏建设地理位置以及最近并网点空间距离，例如同一村庄、小区的分布式光伏，接入的并网点在同一个台区，各个光伏的出力曲线想近，有利于分布式光伏的群控群调，可以划分为一个集群，如果满足按空间特性进行划分，则按照空间特性进行划分，如果不符合，则按电气距离进行划分判断。
步骤3，按照电气距离进行划分，考虑分布式光伏所属电网的电气距离进行集群划分，电气距离更合理；
对于不满足空间特性划分要求的集群划分情况，依据电气距离划分规则进行集群划分，电气距离主要通过计算光伏并网点与其它节点间耦合关系进行表示，如公式4-1所示，计算后，aij越大，表明节点i与j之间的联系越强，而两点之间的距离与联系是一对相反的参数，故对应节点间的电气距离值越小。如果满足按电气距离进行划分时，则按照电气距离进行集群划分，如果不符合，则按时间特性进行划分。
其中：
aij，表示节点i与j之间的耦合联系；
ΔVi、ΔVj为相应节点的电压幅值变化量；
ΔQj表示j处无功改变值；
步骤4，按照时间特性进行划分，由于分布式光伏发电效率及可调节裕度随并网发电时间逐渐降低，因此将建设并网时长想近的分布式光伏划分为同一集群；
对于不满足电气距离划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏的建设并网日期进行集群划分，例如在相同区域内，存在不同年份建设并网的分布式光伏站，新建的分布式光伏站相比于3年以上的分布式光伏站，其可调可控能力较强，因此可以以3年为划分依据，以当前年份为基准，将三年内建设并网的分布式光伏站伏划为一个集群，如果满足按时间特性进行划分，则按照时间特性进行划分，如果不符合，则需要按照综合性能进行划分。
步骤5，按照综合性能进行划分，如果以上四种方式，都不能获得合理的集群划分结果，则可以考虑依赖综合性能划分防范，依赖专家经验权重对分布式集群进行划分。
对于不满足电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，那么就可以考虑综合性能划分方法，该方法主要依据专家经验以及相关计算分析进行支撑，获得合理的分布式光伏集群划分结果，其中主要参考有功平衡度，有功平衡度主要由公式2和公式(3)获得，
其中：
Pck为第ck个集群的有功平衡度指标；
T为典型时变场景的时间长度；
Pclu(t)ck为第ck个集群t时刻净功率值；
Max()表示求最大值函数
其中：
为所划集群的有功平衡度指标；
c为划分集群总个数；
ck为集群中第k个集群；
步骤6，按照以上集群划分方案，完成分布式集群划分，进而支撑分布式光伏群调群控工作开展，实现分布式光伏消纳最大化。
判断集群划分是否符合群调群控要求
根据集群划分结果，进行分布式群调群控可行性验证，如果满足群调群控要求，则按照此集群方式进行，如果不符合要求，则从新进行集群划分，直到获取合适的集群划分结果。
执行分布式光伏集群开展群控群调；
按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调工作。
实施例3
本公开的一种实施例中提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，包括：
获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
实施例4
本公开的一种实施例中提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，包括：
获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、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。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，其特征在于，包括：
获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
2.如权利要求1所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，其特征在于，分布式光伏集群配电网数据包括并网电压等级、分布式光伏集群地理空间位置、并网点名称以及并网日期。
3.如权利要求1所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，其特征在于，获取分布式光伏并网电压等级，对于不同电压等级，从高电压等级至低电压等级进行集群划分，将电压等级的分布式光伏划为一个集群，如果满足电压等级划分条件，则按照电压等级进行划分，如果不符合，则按空间特性进行划分。
4.如权利要求1所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，其特征在于，对于不满足电压等级划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏集群地理位置以及最近并网点空间距离进行划分。
5.如权利要求1所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，其特征在于，对于不满足空间特性划分要求的集群划分情况，依据电气距离划分规则进行集群划分，电气距离通过计算光伏并网点与其它节点间耦合关系进行表示，节点间的耦合关系越大，则节点之间的联系越强，则对应节点之间的电气距离越小。
6.如权利要求1所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，其特征在于，对于不满足电气距离划分要求的集群划分情况，依据分布式光伏的建设并网日期进行集群划分，设定时间区间为划分标准，将符合设定时间区间之内建设的并网的分布式光伏站划为一个集群。
7.如权利要求1所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法，其特征在于，对于不满足电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑综合性能划分方法，依据专家经验以及有功平衡度进行分布式光伏集群划分。
8.一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取分布式光伏集群配电网数据，判断获取的数据是否满足设定的要求；
划分群控模块，用于若满足设定的要求，判断集群是否满足按照电压等级进行分层划分的要求，若不满足，再判断集群是否满足按照空间特性进行划分的要求，不满足的前提下，再判断集群是否满足按电器距离进行划分的要求，对于不满足电气距离划分要求的集群划分，再按照时间特性进行划分，对于依次不满足按照电压等级、空间特性、电气距离以及时间特性划分集群的情况，考虑按照综合性能进行划分，按照分布式光伏集群划分结果，进行分布式光伏群控群调。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1-7任一项所述的一种适用于分布式光伏群控群调的集群划分方法。
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