寧波大學科學技術學院黃萬清獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)獲悉寧波大學科學技術學院申請的專利一種基于PCA自適應模型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予,授權公告號為:CN114912835B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-09-23發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202210650169.6,技術領域涉及:G06Q10/20;該發(fā)明授權一種基于PCA自適應模型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測方法是由黃萬清;陳楊;童楚東設計研發(fā)完成,并于2022-04-30向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。
本一種基于PCA自適應模型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開一種基于PCA自適應模型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測方法,旨在綜合提取并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)采樣數(shù)據(jù)間的距離和交叉相關特征,并充分考慮數(shù)據(jù)的時變特性,從而實施更可靠的狀態(tài)監(jiān)測。具體來講,本發(fā)明方法設計了一種PCA模型,通過距離和交叉相關性的綜合取代經(jīng)典的交叉相關性,從而分析提取出采樣數(shù)據(jù)間的距離相關特征。在此基礎上,通過指數(shù)加權移動平均策略對監(jiān)測指標進行自適應計算,從而實現(xiàn)自適應的狀態(tài)監(jiān)測。與經(jīng)典的PCA模型相比,進一步的考慮了采樣數(shù)據(jù)間的距離相關特征。其次,本發(fā)明方法通過滑動窗口技術自適應的對監(jiān)測指標實施平滑處理,并同時實時更新監(jiān)測指標控制上限,充分發(fā)揮了自適應建模的優(yōu)勢。
本發(fā)明授權一種基于PCA自適應模型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測方法在權利要求書中公布了:1.一種基于PCA自適應模型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測方法,其特征在于,包括以下所示步驟: 步驟1:在并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下,按照固定的時間間隔采集各個采樣時刻的測量數(shù)據(jù)并將其存儲為一個11×1維的數(shù)據(jù)向量;其中,每個采樣時刻的數(shù)據(jù)向量都是由11個測量數(shù)據(jù)組成,排列順序依次是:光照強度,環(huán)境溫度,直流電壓,直流電流,直流變換器的輸出電壓,交流逆變器的三相電壓和三相電流; 步驟2:將N個采樣時刻的數(shù)據(jù)向量x1,x2,…,xN組成數(shù)據(jù)矩陣X=[x1,x2,…,xN]后,再根據(jù)公式對X中各行的行向量分別實施標準化處理,從而得到新矩陣其中,xi∈R11×1表示第i個數(shù)據(jù)向量,i∈{1,2,…,N},R11×N表示11×N維的實數(shù)矩陣,R11×1表示11×1維的實數(shù)向量,R表示實數(shù)集,zj∈R1×N表示數(shù)據(jù)矩陣X中的第j行的行向量,表示新矩陣中第j行的行向量,j∈{1,2,…,11},μj和δj分別表示行向量zj中所有元素的平均值和標準差; 步驟3:分別計算新矩陣的協(xié)方差矩陣C1∈R11×11和距離相關矩陣C2∈R11×11; 步驟4:根據(jù)公式C=C1+C2計算出綜合相關性矩陣C∈R11×11后,再計算C的11個特征值及其對應的特征向量,并按照數(shù)值大小對特征值進行降序排列,相對應的特征向量記錄為p1,p2,…,p11;其中,特征向量的長度都等于1; 步驟5:設置特征成分的個數(shù)等于d后,根據(jù)公式計算得到監(jiān)測指標向量Q∈RN×1;其中,特征變換矩陣P=[p1,p2,…,pd],I表示11×11維的單位矩陣,diag{}表示將大括號內矩陣對角線元素轉變成列向量的操作,上標號T表示矩陣或向量的轉置; 步驟6:根據(jù)如下所示公式①和公式②分別確定監(jiān)測指標的初始上限Dlim和Qlim后,再設置權重系數(shù)等于c,設置滑動窗口樣本個數(shù)等于L,并初始化t=1;其中,1<c≤1.2; 上式中,F(xiàn)d,N-d,ε表示自由度分別為d與N-d的F分布在置信度ε=99%時的取值,表示自由度為h的卡方分布在置信度ε=99%時的取值,g=v2w,h=2w2v,v和w分別表示監(jiān)測指標向量Q中所有元素的平均值和方差; 步驟7:在最新采樣時刻,采集并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的11個測量數(shù)據(jù),并將這11個測量數(shù)據(jù)按照步驟1中所述順序依次排列后組成一個11×1維的數(shù)據(jù)向量yt∈R11×1,再根據(jù)公式對yt中的各個元素實施標準化處理,從而得到列向量其中,j∈{1,2,…,11},ytj和分別表示yt和中的第j個元素; 步驟8:根據(jù)公式和分別計算得到當前采樣時刻的監(jiān)測指標Dt和Qt后,再判斷t是否小于L;若是,則設置t=t+1后,返回步驟7;若否,則根據(jù)如下所示公式③和公式④對連續(xù)L個采樣時刻的監(jiān)測指標進行自適應平滑處理,從而得到平滑監(jiān)測指標和 上式中,n=1,2,…,L; 步驟9:根據(jù)如下所示公式⑤和公式⑥更新得到平滑監(jiān)測指標的自適應控制上限和 步驟10:判斷是否滿足條件:且若是,則并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)運行正常,返回步驟7繼續(xù)利用最新采樣時刻的數(shù)據(jù)實施監(jiān)測;若否,則并網(wǎng)光伏系統(tǒng)運行狀態(tài)出現(xiàn)了異常,實施并網(wǎng)光伏系統(tǒng)維護。
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