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基于数据挖掘的光伏发电建模及功率预测研究和应用

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基于数据挖掘的光伏发电建模及功率预测研究和应用

作者：吕耀棠华南理工大学

学位级别：硕士

近年来在国家能源发展战略的引导下,光伏电源建设迅速发展。光伏功率曲线的建模和预测成为电网运行调度和规划建设普遍关注的问题。现阶段光伏电站普遍配置了功率和环境测量与存储装置,记录的大数据资源为数据驱动的光伏功率特性挖掘、... 详细信息

近年来在国家能源发展战略的引导下,光伏电源建设迅速发展。光伏功率曲线的建模和预测成为电网运行调度和规划建设普遍关注的问题。现阶段光伏电站普遍配置了功率和环境测量与存储装置,记录的大数据资源为数据驱动的光伏功率特性挖掘、建模和预测应用创造了条件。基于大量光伏电站录波数据的挖掘和利用,本文提出了一种多尺度分析策略来实现对光伏功率时间序列的固有和随机特性的挖掘和建模。将光伏功率曲线的挖据和建模分解为小时级波动特性和分钟级波动特性等两个时间尺度的建模问题。在小时级时间尺度,提出了一种多子集聚类分析方法,可实现对光伏功率曲线在大时间尺度规律性的挖掘。通过多子集分割和聚类算法提取实现对光伏电站在不同季节和天气条件下日功率曲线规律的挖掘,并与气象领域理论模型结合,建立有效的大时间尺度光伏功率曲线预测模型,模型能推广应用于缺乏光伏监测数据的光伏电站中长期功率预测。在分钟级时间尺度,通过对光伏波动样本的标准化变换,生成新的光伏功率小时间尺度波动样本。应用概率分布模型提取其随机波动统计规律,通过随机抽样生成低幅高频波动分量叠加至大时间尺度光伏功率模型建立计及短时波动的光伏功率预测模型。最后通过实际光伏电站的日前功率预测实例验证了本文方法和模型的有效性。算例结果表明所建模型既可以用于原站的日前或超短期功率预测,也可以用于其它规划电站的功率曲线预测,功率预测应用精度能基本满足电网规划和电网调度运行需要。作为分布式光伏在配电网中的应用延伸,围绕充电站接入含光伏电源的配电网规划时接入馈线和接入点的选择问题,建立了基于电价引导原则的V2G响应模型,并以减小网损和日内电压波动为目标,建立了在含有高渗透率光伏接入的配电网中,嵌入运行模拟的充电站接入优化规划模型。根据优化结果分析了负荷曲线和光伏渗透率对充电站接入优化方案的影响,提出了充电站接入规划的基本原则。算例表明充电站的V2G行为对配电网运行效益有显著影响,不恰当接入方案下充电站V2G行为可能对配电网带来明显的负面影响。研究成果能广泛应用于充电站接入光伏配电网的规划工程。

关键词：光伏功率曲线预测聚类分析短期波动电动汽车优化配置

充电式电动汽车停车场的V2G模型及接入配电网方案优化研究

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电力自动化设备 2018年第11期38卷 1-7,14页

作者：吕耀棠管霖赵琦周保荣中国南方电网电力调度控制中心广东广州510623 华南理工大学电力学院广东广州510640 南方电网科学研究院广东广州510663

从配电网潮流分析的角度出发,建立了基于电价引导原则的车网互联(V2G)功率模型。针对充电式电动汽车停车场负荷接入配电网的馈线和接入点选择问题,以减小馈线网损和日内电压波动为目标,建立了考虑V2G行为的接入规划模型。结合实例分析... 详细信息

从配电网潮流分析的角度出发,建立了基于电价引导原则的车网互联(V2G)功率模型。针对充电式电动汽车停车场负荷接入配电网的馈线和接入点选择问题,以减小馈线网损和日内电压波动为目标,建立了考虑V2G行为的接入规划模型。结合实例分析了负荷类型和光伏渗透率对规划方案的影响,算例结果表明电动汽车的V2G行为对配电网运行效益有显著影响,且不恰当接入方案下V2G行为可能会给配电网带来明显的负面影响。

关键词：配电网规划电动汽车 V2G 电价负荷光伏渗透率

直流频率限制控制(FLC)功能在云南异步联网中的应用

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中国电力 2017年第10期50卷 64-70,77页

作者：梅勇周剑吕耀棠谢惠藩中国南方电网电力调度控制中心广东广州510623 华南理工大学电力学院广东广州510641

云南与南方电网主网异步联网后,云南电网频率稳定风险增大,直流频率限制控制(FLC)可实现直流功率大范围快速调节,是电网频率稳定控制的重要措施。基于云南电网实际运行情况,全面分析了直流FLC应用于省级区域电网频率控制的相关问题,包括... 详细信息

云南与南方电网主网异步联网后,云南电网频率稳定风险增大,直流频率限制控制(FLC)可实现直流功率大范围快速调节,是电网频率稳定控制的重要措施。基于云南电网实际运行情况,全面分析了直流FLC应用于省级区域电网频率控制的相关问题,包括FLC功能配置原则、调节范围及死区设置、调节量需求及直流过负荷能力等,并结合实际案例分析了FLC动作特性,提出现场实施方案。直流FLC在云南异步联网应用的成功经验,可为后续工程应用提供借鉴指导作用。

关键词：直流频率限制控制异步联网区域电网

基于多尺度聚类分析的光伏功率特性建模及预测应用

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电力系统自动化 2018年第15期42卷 24-30页

作者：管霖赵琦周保荣吕耀棠赵文猛姚文峰华南理工大学电力学院广东省广州市510641 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

光伏功率曲线的建模和预测是电网运行调度和规划建设普遍关注的问题。对大量光伏电站录波数据的挖掘和利用为波动性光伏功率的建模提供了新的方向。提出了一种多尺度分析策略来实现对光伏功率时间序列的固有和随机特性的挖掘和建模。结... 详细信息

光伏功率曲线的建模和预测是电网运行调度和规划建设普遍关注的问题。对大量光伏电站录波数据的挖掘和利用为波动性光伏功率的建模提供了新的方向。提出了一种多尺度分析策略来实现对光伏功率时间序列的固有和随机特性的挖掘和建模。结合大时间尺度的多子集聚类分析和小时间尺度的标准化变换和概率分布建模方法,实现了对光伏功率波动性和规律性的挖掘,并与气象领域的理论模型进行了交互验证。最后通过实际光伏电站的日前功率预测实例验证了所述方法和模型的有效性。

关键词：光伏模型太阳辐照度光伏功率曲线预测聚类分析短期波动

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GIS设备刀闸振动信号噪声分离

电力系统及其自动化学报 2023年第7期35卷 29-35页

作者：范展滔吴小刚吕耀棠陈兴望中国南方电网有限责任公司广州510623

气体绝缘封闭式组合电器刀闸动作产生的振动可用于刀闸状态二次确认。针对为减小现场各类振动干扰对二次确认结果的影响,需将噪声分离并去除的问题,本文提出一种改进经验小波算法。该方法通过计算信号频谱包络线来突出能量集中的频段以... 详细信息

气体绝缘封闭式组合电器刀闸动作产生的振动可用于刀闸状态二次确认。针对为减小现场各类振动干扰对二次确认结果的影响,需将噪声分离并去除的问题,本文提出一种改进经验小波算法。该方法通过计算信号频谱包络线来突出能量集中的频段以避免峰值过于密集;在此基础上提出频谱阈值分割法以分割频谱,并构建经验小波函数用以将信号分解为多个经验模态;根据刀闸振动信号特征,筛选经验模态将噪声去除。实验表明,改进经验小波算法对刀闸振动信号和噪声的分离效果较好。

关键词：振动信号气体绝缘封闭式组合电器刀闸噪声分离经验小波变换

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储能电站在含光伏电源配电网中的优化配置

广东电力 2018年第7期31卷 1-7页

作者：赵琦管霖吕耀棠梅勇广东电网物资有限公司广东广州510620 华南理工大学电力学院广东广州510640 中国南方电网电力调度控制中心广东广州510623

在以光伏电源为代表的分布式电源随机性出力特性与负荷特性不匹配的情况下,电网合理配置大规模储能电站对于提高分布式电源的渗透率有着重要意义。为此,提出了离散概率光伏模型和蓄电池储能模型及相关控制策略,综合降低网损和电压波动... 详细信息

在以光伏电源为代表的分布式电源随机性出力特性与负荷特性不匹配的情况下,电网合理配置大规模储能电站对于提高分布式电源的渗透率有着重要意义。为此,提出了离散概率光伏模型和蓄电池储能模型及相关控制策略,综合降低网损和电压波动的目标函数,采用标准粒子群优化算法研究了储能电站在含光伏电源配电网中的优化配置,通过实际案例得到了不同光伏电源配置下储能电站的最优选址定容配置方案,并分析了不同负荷特性对储能电站接入配置的影响。研究成果可应用于光伏电源与储能电站组合配置的电力系统规划工程应用和可靠性分析。

关键词：储能电站分布式电源光伏电源优化配置配电网电力系统规划

基于大数据技术的电力调度准时性全流程管控系统设计与应用

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广东电力 2023年第12期36卷 76-82页

作者：吕耀棠李志中吴小刚中国南方电网电力调度控制中心广东广州510663

随着新能源电力系统的发展,电网设备规模增长,调度检修操作量增多,操作管控难度及延误风险升高,提升调度操作效率和准确率成为紧迫任务。为解决南方电网调度系统在操作效率管控方面的缺失,提出一种基于大数据的电力调度准时性全流程管... 详细信息

随着新能源电力系统的发展,电网设备规模增长,调度检修操作量增多,操作管控难度及延误风险升高,提升调度操作效率和准确率成为紧迫任务。为解决南方电网调度系统在操作效率管控方面的缺失,提出一种基于大数据的电力调度准时性全流程管控系统。该系统作为南方电网调度系统的附加功能,通过调度云平台收集分析海量数据,实现预警评估、全过程分析、评价考核三大功能。预警评估功能可评估业务风险等级,并提供优化措施;全过程分析功能有助于找出影响调度操作效率的痛点,为优化操作提供依据;评价考核功能实现了调度操作人员和责任单位的综合评分,为针对性调度帮扶提供依据。通过这三大功能,实现了调度操作准时性的日前日内日后全流程管控,有效提高了调度操作的效率和准确性。

关键词：大数据操作准时性全过程分析评价调度运行

基于数据融合的数字化电网调度指挥和管控平台

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机械与电子 2021年第6期39卷 44-47页

作者：单政博张勇吴小刚吕耀棠中国南方电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600

为实现电网业务数字变革,提出了基于数据融合的数字化电网调度指挥和管控平台建设。首先分析了电网调度数字化的内在需求和驱动力。提出了基于数据融合的电网调度数字化指挥平台,分析了平台构建目标,提出了平台架构体系,并根据平台特点... 详细信息

为实现电网业务数字变革,提出了基于数据融合的数字化电网调度指挥和管控平台建设。首先分析了电网调度数字化的内在需求和驱动力。提出了基于数据融合的电网调度数字化指挥平台,分析了平台构建目标,提出了平台架构体系,并根据平台特点,说明了解决信息孤岛、提升共享数据服务、模块化应用等功能。以透明调度指挥模式为特色,提出了数字化指挥平台的实施过程。最后利用某地区平台实施效果对比,说明了指挥平台的有效性。

关键词：数据融合电力系统调度平台设计数字化调度

基于知识图谱与渐进学习的典型事故预案自动化生成方法

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电气自动化 2024年第5期46卷 85-87页

作者：张坤吴小刚吕耀棠张经纬周波中国南方电网电力调度控制中心广东广州510663 南京南瑞信息通信科技有限公司江苏南京210003

为自动化生成典型事故的可用预案,提出了基于知识图谱与渐进学习的典型事故预案自动化生成方法。使用基于历史预案知识抽取的知识图谱构建方法,将历史事故预案文本信息作为数据源,在确定知识图谱模式层内容后,数据层使用基于BiLSTM-CRF... 详细信息

为自动化生成典型事故的可用预案,提出了基于知识图谱与渐进学习的典型事故预案自动化生成方法。使用基于历史预案知识抽取的知识图谱构建方法,将历史事故预案文本信息作为数据源,在确定知识图谱模式层内容后,数据层使用基于BiLSTM-CRF模型的知识抽取,提取历史预案知识信息,经融合、更新处理后,构建为三元组式知识图谱。将需应急处理的事故文本信息、所构建知识图谱,输入基于渐进学习的事故预案自动化生成模型。利用融入渐进学习思想的半监督Markov随机游走模型,在知识图谱中,计算预案知识迁移概率,将正例迁移概率大于负例的预案知识作为匹配的预案措施,完成预案自动化生成。经测试,所提方法具备高效率预案自动化生成优势。

关键词：知识图谱渐进学习典型事故预案生成知识抽取