一种基于高效电能转换的并网控制方法及系统与流程

    技术2026-05-17  8


    本公开涉及光伏发电,具体涉及了一种基于高效电能转换的并网控制方法及系统。


    背景技术:

    1、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。

    2、在分布式的光伏微电网集群管理中,需要对每一个光伏微电网的并网功率进行调控,从而保证每一个光伏微电网以最高输出功率进行并网,而对于每一个光伏微电网的并网功率,需要通过最大功率点跟踪(mppt控制器)进行微电网并网功率的获取。在现有的基于电导增量的mppt过程中,其是通过设定初始步长为的扫描电压,测量输出电流,并计算输出功率,通过比较与的大小取出扫描范围内最大处的电压值,扫描结束后,将电压值返回作为电导增量法的初始值继续进行搜索,为了加快搜索速度,此处采用变步长电导增量法,给步长前添加系数,其作用机理是:当远离最大功率点时,曲线斜率较大,步长也较大,搜索速度更快;随着与最大功率点的靠近,曲线斜率减小,步长也逐渐减小,搜索精度提高,在电导增量法结束后,返回得到最大功率点的电压和最大功率点的电流,以此得到最大功率点对应的最大功率值即为,也即是光伏微电网的并网输出功率。

    3、然而在分布式光伏微电网集群中,各个光伏微电网的光照状态会存在不同的变化模式,而通过单一的曲线斜率进行步长调节,使得最大功率点的获取效率变低,从而导致光伏微电网的并网控制不及时,因此,现有技术中,通过聚类算法构建的聚类模型,对基于电导增量的mppt过程中的mppt参数(步长)进行调控,在光照条件变化剧烈的群组中,可以设计更激进的步长调整策略,以快速适应环境变化,在光照条件变化较为稳定的群组中,则根据稳定程度进行步长调整的降低,以获取更为稳定且准确的并网输出功率。

    4、但是对基于电导增量的mppt过程中的mppt参数进行调控过程中,对于每一个监测数据都是通过实时监测数据对用于mppt参数调控所对应的聚类模型进行更新,且聚类模型的更新是通过实时监测数据的局部窗口对应的时序数据与聚类模型中的各个聚类簇的簇类中心之间的距离进行的,在这个过程中,每个光伏微电网具有不同的光照变化情况,而在光伏微电网集群中,每一个光伏微电网的光照强度会直接影响该光伏微电网的发电功率,也即对应着并网功率发生变化,例如:在光照强度出现变化时,光伏微电网集群中对应的实时光照强度数值会出现变化,在聚类过程中对实时光照强度的局部窗口进行分析,通过局部窗口对应的光照强度数据变化信息进行簇类识别,从而获取到对应的mppt参数,然而在出现频繁的光照波动变化时,仅通过局部窗口对应的实时光照强度变化进行聚类簇更新,会导致mppt参数的变化频繁,对应着并网输出功率也会频繁变化,进而导致并网控制不稳定。

    5、因此,如何对用于mppt参数调控所对应的聚类模型的更新进行优化,以提高光伏微电网的并网控制的稳定性成为亟需解决的问题。


    技术实现思路

    1、针对上述缺陷,本公开提出了一种基于高效电能转换的并网控制方法及系统,能够稳定地对每一个光伏微电网的并网功率进行调控,提高了电能转换效率。

    2、为了实现上述目的,本公开采用如下技术方案:

    3、本公开第一方面提供了一种基于高效电能转换的并网控制方法,包括以下步骤:

    4、利用历史光照强度数据构建聚类模型;

    5、获取实时光照强度,根据实时光照强度和历史光照强度之间的变化差异,计算历史光照强度子序列的注意力因子;

    6、根据历史光照强度子序列的注意力因子,计算实时光照强度子序列的簇类更新因子;

    7、基于实时光照强度子序列的簇类更新因子,获取实时光照强度子序列所属的目标簇类,根据目标簇类获取mppt实时参数;

    8、根据mppt实时参数对光伏微电网集群进行并网控制。

    9、作为进一步的实现方式,所述历史光照强度数据为光伏微电网的预设历史时段的光照强度时序数据。

    10、作为进一步的实现方式,所述历史光照强度子序列,通过预设局部窗口对每个光伏微电网的预设历史时段的光照强度时序数据进行划分得到;

    11、所述实时光照强度子序列与历史光照强度子序列的长度相同。

    12、作为进一步的实现方式,根据实时光照强度和历史光照强度之间的变化差异,计算历史光照强度子序列的注意力因子,具体为:

    13、获取历史光照强度子序列中的每两个相邻数据点之间的欧式距离,计算欧式距离之和作为第一连通距离;

    14、获取实时光照强度子序列中的每两个相邻数据点之间的欧式距离,计算欧式距离之和作为第二连通距离;

    15、计算第一连通距离和第二连通距离的比值,获取所述比值和常数1之间的差值的绝对值,对所述差值绝对值进行归一化处理,得到对应的归一化值,获取常数1与所述归一化值之间的差值;

    16、获取实时光照强度子序列中的最后一个数据点的时间戳与历史光照强度子序列中的最后一个数据点的时间戳之间的时间间隔,对所述时间间隔进行负映射,得到对应的映射值,将所述差值和所述映射值之间的乘积作为历史光照强度子序列的注意力因子。

    17、作为进一步的实现方式,根据历史光照强度子序列的注意力因子,计算实时光照强度子序列的簇类更新因子,具体为:

    18、将历史光照强度子序列的注意力因子作为权重,对所有的第一连通距离进行加权求和,得到对应的加权求和结果,计算所有权重的相加结果与所述加权求和结果之间的第一比值;

    19、计算第二连通距离与所述第一比值之间的第二比值,对所述第二比值和常数1之间的差值进行归一化处理,得到的结果作为实时光照强度子序列的簇类更新因子。

    20、作为进一步的实现方式,基于实时光照强度子序列的簇类更新因子,获取实时光照强度子序列所属的目标簇类,具体为:

    21、获取实时光照强度子序列的前一个历史光照强度子序列作为目标子序列,计算所述目标子序列和实时光照强度子序列的欧式距离,将所述欧式距离和实时光照强度子序列的簇类更新因子之间的乘积作为所述目标子序列对应的数据点的移动距离;

    22、以所述目标子序列对应的数据点指向所述实时光照强度子序列对应的数据点的方向作为移动方向,根据所述移动距离和所述移动方向,对所述目标子序列对应的数据点进行移动,得到目标数据点;

    23、获取所述目标数据点与所述聚类模型中的每个簇类的簇类中心之间的距离,将最小距离对应的簇类作为所述实时光照强度子序列所属的目标簇类。

    24、作为进一步的实现方式,根据目标簇类获取mppt实时参数,具体为:

    25、获取目标簇类对应的优化参数以及上次的搜索步长,将优化参数、上次的搜索步长以及功率-电压的曲线斜率之间的乘积作为光伏微电网的mppt实时参数。

    26、本公开第二方面提供了一种基于高效电能转换的并网控制系统,包括:

    27、模型构建模块,被配置为:利用历史光照强度数据构建聚类模型;

    28、第一分析模块,被配置为:获取实时光照强度,根据实时光照强度和历史光照强度之间的变化差异,计算历史光照强度子序列的注意力因子;

    29、第二分析模块,被配置为:根据历史光照强度子序列的注意力因子,计算实时光照强度子序列的簇类更新因子;

    30、功率获取模块,被配置为:基于实时光照强度子序列的簇类更新因子,获取实时光照强度子序列所属的目标簇类,根据目标簇类获取mppt实时参数;

    31、并网控制模块,被配置为:根据mppt实时参数对光伏微电网集群进行并网控制。

    32、本公开第三方面提供了一种介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法中的步骤。

    33、本公开第四方面提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现本公开第一方面所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法中的步骤。

    34、与现有技术相比,本公开的有益效果为:

    35、本公开提出的基于高效电能转换的并网控制方法及系统,通过获取光伏微电网集群中的每个光伏微电网在预设历史时段的光照强度时序数据进行聚类,得到预设数量的簇类组成聚类模型,再根据实时光照强度子序列和光伏微电网的每个历史光照强度子序列之间的光照强度变化差异,获取光伏微电网的每个历史光照强度子序列的注意力因子。根据每个历史光照强度子序列的注意力因子,获取实时光照强度子序列的簇类更新因子,根据实时光照强度子序列的簇类更新因子和聚类模型,获取实时光照强度子序列所属的目标簇类,根据目标簇类获取所述光伏微电网的mppt实时参数,根据每个光伏微电网的mppt实时参数对光伏微电网集群进行并网控制。其中,根据每个光伏微电网的实时光照强度对聚类模型中的簇类进行更新,具体通过对实时光照强度进行时序连续信息补偿,在识别到连续的光照强度变化时,降低实时光照强度变化范围在聚类模型中的变化量,从而保证对于每个光伏微电网的mttp参数(基于电导增量的mppt过程中电压的搜索步长)都能够稳定地进行并网功率调控,以提高电能转换效率。

    36、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。


    技术特征:

    1.一种基于高效电能转换的并网控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1中所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法,其特征在于,所述历史光照强度数据为光伏微电网的预设历史时段的光照强度时序数据。

    3.如权利要求2中所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法,其特征在于,所述历史光照强度子序列,通过预设局部窗口对每个光伏微电网的预设历史时段的光照强度时序数据进行划分得到;

    4.如权利要求1中所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法,其特征在于,根据实时光照强度和历史光照强度之间的变化差异,计算历史光照强度子序列的注意力因子,具体为:

    5.如权利要求4中所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法,其特征在于,根据历史光照强度子序列的注意力因子,计算实时光照强度子序列的簇类更新因子,具体为:

    6.如权利要求1中所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法,其特征在于,基于实时光照强度子序列的簇类更新因子,获取实时光照强度子序列所属的目标簇类,具体为:

    7.如权利要求1中所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法,其特征在于,根据目标簇类获取mppt实时参数,具体为:

    8.一种基于高效电能转换的并网控制系统,其特征在于,包括:

    9.一种介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法中的步骤。

    10.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的一种基于高效电能转换的并网控制方法中的步骤。


    技术总结
    本发明属于光伏发电技术领域,提供了一种基于高效电能转换的并网控制方法及系统,包括利用历史光照强度数据构建聚类模型;获取实时光照强度,根据实时光照强度和历史光照强度之间的变化差异,计算历史光照强度子序列的注意力因子;根据历史光照强度子序列的注意力因子,计算实时光照强度子序列的簇类更新因子;基于实时光照强度子序列的簇类更新因子,获取实时光照强度子序列所属的目标簇类,根据目标簇类获取MPPT实时参数;根据MPPT实时参数对光伏微电网集群进行并网控制。本发明能够稳定地对每一个光伏微电网的并网功率进行调控,提高了电能转换效率。

    技术研发人员:王清,杨剑,王平欣,朱红霞,李琮琮,陈祉如,赵曦,马俊,曹彤
    受保护的技术使用者:国网山东省电力公司营销服务中心(计量中心)
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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