一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统

技术领域

本发明涉及电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测技术领域，尤其涉及一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统。

背景技术

随着国家不停的发展，以风力和光伏发电为主的新能源发电占比越来越大。我国拥有非常丰富的风能资源，但是由于地理分布因素，不同地区之间分布的风能资源差异明显。同风能的分布特征相同，我国光能资源分布同样不均匀，风力资源以及太阳能资源分布丰富的地区恰好处于我国电力互联网络的末端。现阶段我国新能源发电基本都经过电力电子变流器并入电网，经高压电力网络传输。

但是由于变流器本身构成主要是电力电子器件，在连接大量电力电子设备进入电网时，会引发一系列的不稳定问题。对于新能源并网系统的稳定性能，短路电流反映了电力系统互相联系的紧密程度和稳定性。短路容量小，系统不稳定，联络不强；短路容量大，短路电流超标，设备代价昂贵，控制措施复杂。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统，能够解决背景技术中提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法，包括：

获取电力电子设备不同状态实时状态数据，并对所述不同状态实时状态数据进行归一化处理；

根据所述归一化处理后的结果，计算电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响因子；

根据所述影响因子，结合第一预测矩阵，计算下一时刻电网内各新能源场站电力电子设备状态参数；

对所述电力电子设备状态参数进行归一化操作，结合预设电力电子设备实时短路电流提供能力指数模型，计算下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值。

作为本发明所述的设备实时短路电流提供能力指数预测方法的一种优选方案，其中：所述获取电力电子设备不同状态实时状态数据包括，

记n个固定时间间隔的时刻为tj

所述时间序列表示为：

其中，n为自然数，且neec属于n，n＝1,2,，H

作为本发明所述的设备实时短路电流提供能力指数预测方法的一种优选方案，其中：所述对所述实时状态数据进行归一化处理包括，

对不同状态实时状态数据进行归一化处理，得到电网内各新能源场站电力电子设备温度平均值的归一化值

其中，H

作为本发明所述的设备实时短路电流提供能力指数预测方法的一种优选方案，其中：所述影响因子包括，

其中，

作为本发明所述的设备实时短路电流提供能力指数预测方法的一种优选方案，其中：所述第一预测矩阵包括，

其中，

将

作为本发明所述的设备实时短路电流提供能力指数预测方法的一种优选方案，其中：所述预设电力电子设备实时短路电流提供能力指数模型包括，

模型如下：

其中，tj

作为本发明所述的设备实时短路电流提供能力指数预测方法的一种优选方案，其中：所述下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值包括，

其中，

若计算得到电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值小于0.5，则认定下一时刻的短路电流过大，降低新能源场站出力；

若计算得到电网短路比预测值大于0.5，则认定下一时刻的短路电流过小，增加新能源场站出力。

一种设备实时短路电流提供能力指数预测系统，其特征在于：包括数据处理模块、影响因子处理模块、第一预测模块以及第二预测模块，

数据处理模块，所述数据处理模块用于获取电力电子设备不同状态实时状态数据，并对所述不同状态实时状态数据进行归一化处理；

影响因子处理模块，所述影响因子处理模块用于根据所述归一化处理后的结果，计算电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响因子；

第一预测模块，所述第一预测模块用于根据所述影响因子，结合第一预测矩阵，计算下一时刻电网内各新能源场站电力电子设备状态参数；

第二预测模块，所述第二预测模块用于对所述电力电子设备状态参数进行归一化操作，结合预设电力电子设备实时短路电流提供能力指数模型，计算下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明提出一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统，本发明为了避免电力电子设备实时短路电流的过大或者过小带来的影响提供了一种电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测方法。通过对电力电子设备实时状态的监测，并根据电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响，算出下一时刻电力电子设备实时状态的预测值，进而用预测值的归一化值准确算出下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数。通过指数的大小，来判断短路电流的大小，进而合理调节新能源电场站的出力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例提供的一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统的方法流程图；

图2为本发明一个实施例提供的一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统的计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1-2，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统，包括：

获取电力电子设备不同状态实时状态数据，并对不同状态实时状态数据进行归一化处理；

其中，获取电力电子设备不同状态实时状态数据包括，记n个固定时间间隔的时刻为tj

具体的，时间序列表示为：

其中，n为自然数，且neec属于n，n＝1,2,，H

更进一步的，对实时状态数据进行归一化处理包括，对不同状态实时状态数据进行归一化处理，得到电网内各新能源场站电力电子设备温度平均值的归一化值

其中，H

应说明的是，不同指标具有不同的量纲和量纲单位，这样会影响到数据的分析结果，归一化可以有效的消除指标间的量纲影响，并且用来计算电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响因子，代入矩阵。

更进一步的，根据归一化处理后的结果，计算电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响因子；

其中，影响因子包括，

其中，

更进一步的，根据影响因子，结合第一预测矩阵，计算下一时刻电网内各新能源场站电力电子设备状态参数；

其中，第一预测矩阵包括，

其中，

为各项数据在tj

为影响因子矩阵。

更进一步的，将

应说明的是，不同指标具有不同的量纲和量纲单位，这样会影响到数据的分析结果，归一化可以有效的消除指标间的量纲影响，并用来电力电子设备实时短路电流提供能力指数的计算，方便对电力电子设备实时短路电流提供能力指数的结果进行分析。

更进一步的，对电力电子设备状态参数进行归一化操作，结合预设电力电子设备实时短路电流提供能力指数模型，计算下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值。

更进一步的，预设电力电子设备实时短路电流提供能力指数模型包括，模型如下：

其中，tj

应说明的是，根据电网内各新能源场站电力电子设备温度平均值，电网内各新能源场站电力电子设备振动频率平均值，电网内各新能源场站总输出功率平均值，电网内各新能源场站网点电压平均值对电力电子设备实时短路电流提供能力的影响设计的。对于电力电子设备实时短路电流提供能力指数的预测可以有效监测短路电流，进而合理的调节各新能源场站出力。

更进一步的，下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值包括，

其中，

应说明的是，若计算得到电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值小于0.5，则认定下一时刻的短路电流过大，降低新能源场站出力；

应说明的是，若计算得到电网短路比预测值大于0.5，则认定下一时刻的短路电流过小，增加新能源场站出力。

在一个优选的实施例中，一种设备实时短路电流提供能力指数预测系统，包括数据处理模块、影响因子处理模块、第一预测模块以及第二预测模块，

数据处理模块，数据处理模块用于获取电力电子设备不同状态实时状态数据，并对不同状态实时状态数据进行归一化处理；

影响因子处理模块，影响因子处理模块用于根据归一化处理后的结果，计算电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响因子；

第一预测模块，第一预测模块用于根据影响因子，结合第一预测矩阵，计算下一时刻电网内各新能源场站电力电子设备状态参数；

第二预测模块，第二预测模块用于对电力电子设备状态参数进行归一化操作，结合预设电力电子设备实时短路电流提供能力指数模型，计算下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值。

上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图2所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取电力电子设备不同状态实时状态数据，并对不同状态实时状态数据进行归一化处理；

根据归一化处理后的结果，计算电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响因子；

根据影响因子，结合第一预测矩阵，计算下一时刻电网内各新能源场站电力电子设备状态参数；

对电力电子设备状态参数进行归一化操作，结合预设电力电子设备实时短路电流提供能力指数模型，计算下一时刻电力电子设备实时短路电流提供能力指数预测值。

实施例2

参照图1-2，为本发明的一个实施例，提供了一种设备实时短路电流提供能力指数预测方法及系统，为了验证本发明的有益效果，通过对比实验进行科学论证。

选取新能源电场站通过电力电子设备接入电网的实际运行状况为案例进一步解释分析，对n个固定时间间隔的时刻tj

根据上述公式的测量数据，筛选出tj

计算电网内各新能源场站总输出功率对电力电子设备实时状态的影响因子

式中，neec为自然数，neec∈[1,10]。

计算tj

根据矩阵表达式计算tj

计算tj

根据上述公式若计算t

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

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。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。