光伏电站出力波动实时补偿控制系统及方法与流程

本发明涉及光伏电站，具体而言，涉及光伏电站出力波动实时补偿控制系统及方法。

背景技术：

1、光伏电站出力波动补偿是指通过功率调节手段平抑光伏出力间歇性变化，保障并网电能质量的技术过程，广泛应用于集中式与分布式光伏电站。现有补偿技术多采用固定阈值或简单滑动平均滤波方案，依据实时功率与计划值的偏差直接生成补偿指令，通过储能或逆变器调节实现出力平滑。

2、然而，现有技术未能区分功率序列中的趋势分量与波动分量，导致趋势性变化与随机波动被同等处理，补偿精度不足；此外，缺乏对相邻波动区间工况切换的识别机制，当辐照条件突变时补偿权重无法自适应调整，易造成过补偿或欠补偿；同时，未建立相邻时间窗口的协同修正机制，补偿指令在窗口边界处易出现跳变，影响逆变器执行稳定性与设备寿命。

技术实现思路

1、为解决现有光伏出力波动补偿未区分趋势与波动分量且缺乏工况切换自适应导致补偿精度低的技术问题，本技术的目的在于提供光伏电站出力波动实时补偿控制系统及方法，通过多尺度特征提取与趋势校正，结合工况切换识别与相邻窗口协同修正，实现出力波动补偿控制指令的精准生成与平滑过渡。

2、为了实现上述目的，本发明提供了光伏电站出力波动实时补偿控制系统，包括：

3、趋势校正模块，用于获取目标光伏电站的实时功率序列和对应的出力波动标识，对所述实时功率序列和所述出力波动标识进行特征提取、时序估计和趋势校正得到趋势校正特征；

4、工况切换模块，用于利用所述出力波动标识确定所述实时功率序列中的波动区间，对波动区间数据进行特征提取得到波动区间特征，并根据相邻波动区间数据间的数据差异确定所述实时功率序列对应的工况切换标识；其中，所述工况切换标识表征存在工况切换或不存在工况切换；

5、融合处理模块，用于根据所述工况切换标识确定所述实时功率序列的补偿权重，根据所述补偿权重对所述趋势校正特征和所述波动区间特征进行融合得到融合特征，并对相邻时间窗口的融合特征进行协同机制处理得到时序协同特征；

6、补偿控制模块，用于对所述时序协同特征进行推演得到初始补偿特征，利用所述波动区间特征对所述初始补偿特征中的波动区间进行修正处理，并利用已修正的初始补偿特征生成出力波动补偿控制指令。

7、进一步地，所述趋势校正模块用于：

8、对所述实时功率序列进行多尺度滑动窗口切分，提取各窗口内的功率均值、功率方差及功率极差作为初级功率特征，并基于所述出力波动标识对各所述初级功率特征进行波动敏感加权，得到加权功率特征集；

9、对所述加权功率特征集进行趋势分量提取，得到功率趋势基线，计算所述加权功率特征集与所述功率趋势基线之间的趋势偏差量；

10、对所述趋势偏差量进行平滑校正，得到所述趋势校正特征。

11、进一步地，所述工况切换模块用于：

12、根据所述出力波动标识中的波动标记位定位所述实时功率序列中的波动区间起始点和结束点，确定各波动区间的持续时长；

13、提取各波动区间内的功率变化率、功率波动幅度及功率波动频次作为所述波动区间特征。

14、进一步地，所述工况切换模块用于：

15、计算相邻波动区间之间的功率均值差值和功率波动幅度比值，响应于确定所述功率均值差值大于预设工况切换阈值且所述功率波动幅度比值处于预设切换比例区间，确定所述工况切换标识为存在工况切换，否则确定所述工况切换标识为不存在工况切换。

16、进一步地，所述融合处理模块用于：

17、响应于确定所述工况切换标识为存在工况切换，将所述补偿权重设置为第一补偿权重值，所述第一补偿权重值大于基准权重；

18、响应于确定所述工况切换标识为不存在工况切换，将所述补偿权重设置为第二补偿权重值，所述第二补偿权重值等于或小于所述基准权重；或根据所述功率均值差值对所述基准权重进行线性插值调整，得到所述补偿权重。

19、进一步地，所述融合处理模块用于：

20、将所述补偿权重与所述趋势校正特征进行加权运算得到加权趋势特征，将所述加权趋势特征与所述波动区间特征进行向量拼接，得到所述融合特征；

21、获取当前时间窗口的融合特征与前一相邻时间窗口的融合特征之间的特征差分向量，响应于确定所述特征差分向量的模值大于预设协同突变阈值，对所述当前时间窗口的融合特征进行向所述前一相邻时间窗口的融合特征方向的渐变修正，将修正后的融合特征作为所述时序协同特征。

22、进一步地，所述补偿控制模块用于：

23、将所述时序协同特征输入至补偿推演网络；

24、由所述补偿推演网络中的时序映射层提取功率偏差趋势特征，并由补偿量生成层基于所述功率偏差趋势特征推演未来预设时间步的功率补偿需求量，得到所述初始补偿特征；其中，所述补偿推演网络基于历史功率波动数据与对应历史补偿量的映射关系训练得到。

25、进一步地，所述补偿控制模块用于：

26、识别所述初始补偿特征中与所述波动区间对应的待修正补偿片段，基于所述波动区间特征中的功率波动幅度确定补偿增益系数；

27、基于所述功率波动频次确定补偿响应延迟约束，根据所述补偿增益系数和所述补偿响应延迟约束对所述待修正补偿片段进行增益调整与限幅处理，得到已修正的初始补偿特征。

28、进一步地，所述补偿控制模块用于：

29、将所述已修正的初始补偿特征转换为逆变器功率调节量，生成所述出力波动补偿控制指令并下发至光伏电站逆变器执行。

30、为了实现上述目的，本发明还提供了光伏电站出力波动实时补偿控制方法，包括：

31、获取目标光伏电站的实时功率序列和对应的出力波动标识，对所述实时功率序列和所述出力波动标识进行特征提取、时序估计和趋势校正得到趋势校正特征；

32、利用所述出力波动标识确定所述实时功率序列中的波动区间，对波动区间数据进行特征提取得到波动区间特征，并根据相邻波动区间数据间的数据差异确定所述实时功率序列对应的工况切换标识；其中，所述工况切换标识表征存在工况切换或不存在工况切换；

33、根据所述工况切换标识确定所述实时功率序列的补偿权重，根据所述补偿权重对所述趋势校正特征和所述波动区间特征进行融合得到融合特征，并对相邻时间窗口的融合特征进行协同机制处理得到时序协同特征；

34、对所述时序协同特征进行推演得到初始补偿特征，利用所述波动区间特征对所述初始补偿特征中的波动区间进行修正处理，并利用已修正的初始补偿特征生成出力波动补偿控制指令。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

36、本发明公开了光伏电站出力波动实时补偿控制系统及方法，系统包括：趋势校正模块获取目标光伏电站的实时功率序列和出力波动标识，得到趋势校正特征；工况切换模块利用出力波动标识确定波动区间，得到波动区间特征，并根据相邻波动区间数据间的数据差异确定实时功率序列对应的工况切换标识；融合处理模块根据工况切换标识确定实时功率序列的补偿权重，对趋势校正特征和波动区间特征进行融合得到融合特征，并进行协同机制处理得到时序协同特征；补偿控制模块对时序协同特征进行推演得到初始补偿特征，利用波动区间特征对初始补偿特征中的波动区间进行修正处理，实现出力波动补偿控制指令的精准生成与平滑过渡。