(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210976152.X (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 国网河北省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 050021 河北省石家庄市裕华区体 育 南大街238号 申请人 国家电网有限公司 　 国网河北能源技 术服务有限公司 　 华北电力大 学 （保定） (72)发明人 胡雪凯　范辉　孟政吉　孟良　 李铁成　张波　周文　 (74)专利代理 机构 石家庄国为知识产权事务所 13120 专利代理师 刘少卿(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 微电网分布式光伏发电系统配置优化方法 及终端设备 (57)摘要 本申请适用 于光伏逆变器规划设计技术领 域， 提供了一种微电网分布式光伏发电系统配置 优化方法及终端设备， 该方法包括： 获取光伏发 电系统所在地区预设年限的光伏发电数据； 基于 差分进化算法种群中每个个体的容配比与功率 限值数据， 获取光伏发电系统中光伏逆变器的输 出功率和净增发电量； 基于光伏发电数据和光伏 逆变器的输出功率， 利用XGBoost机器学习算法 计算IGBT结温， 并估算IGBT寿命； 基于IGBT寿命 和净增发电量计算每个个体的适应度值， 再利用 差分进化算法输出光伏发电系统的最优容配比 与功率限值。 本申请的方法能够降低IGBT结温计 算耗时， 简化光伏逆变器可靠性评估过程， 实现 在考虑IGBT寿命与净增发电量情况下光伏发电 系统最优容配比与功率限值的确定 。 权利要求书3页 说明书15页 附图7页 CN 115270640 A 2022.11.01 CN 115270640 A 1.一种微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特 征在于， 包括： 获取光伏发电系统所在地区预设年限的光伏发电数据； 基于差分进化算法种群中每个个体的容配比与功率限值数据， 获取光伏发电系统中光 伏逆变器的输出功率和净增发电量； 基于所述光伏发电数据和所述光伏逆变器的输出功率， 利用XGBoost机器学习算法计 算IGBT结温， 并估算 IGBT寿命； 基于所述 IGBT寿命和所述净增发电量计算所述每 个个体的适应度值； 基于所述 适应度值， 利用差分进化 算法输出光伏发电系统的最优容配比与功率限值。 2.如权利要求1所述的微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特征在于， 所述光 伏发电数据包括 光照强度与环境温度数据； 所述基于差分进化算法种群中每个个体的容配比与功率限值数据， 获取光伏逆变器的 输出功率， 包括： 根据光伏发电工程计算模型和基于短步长遍历搜索的光伏阵列最大输出功率数值计 算方法， 获得 所述光伏逆变 器的光伏阵列的最大输出功率； 设置所述差分进化 算法的最大迭代次数、 初始种群、 交叉概 率和变异概 率； 基于所述差分进化算法种群中每个个体的容配比与功率限值数据传送到光伏发电系 统， 确定光伏发电系统的容配比与光伏发电系统的功率限值； 根据所述光伏发电系统的容配比与所述光伏发电系统的功率限值计算得到所述光伏 逆变器的输出功率。 3.如权利要求2所述的微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特征在于， 所述光 伏发电系统的容配比定义 为： 其中， Ppv,rated为光伏发电系统额定功率； Pinv,rated为光伏逆变 器额定功率； 所述光伏逆变器的输出功率Ppv大于所述功率限值Plimit时， 所述输出功率Ppv限制在 Plimit； 当所述光伏逆变器输出功率Ppv小于所述功率限值Plimit时， 输出功率Pavai为在MPPT控 制策略下的最大功率， 即 所述光伏发电系统的功率限值定义 为： 4.如权利要求1所述的微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特征在于， 所述净 增发电量的计算公式为： 其中， Eincrease是光伏系统的容配比大于1时的发电增量； Eloss是光伏发电系统限功率后权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115270640 A 2的发电损失量； Etotal是光伏发电系统总发电量。 5.如权利要求1所述的微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特征在于， 所述基 于所述光伏发电数据和所述光伏逆变器的输出功率， 利用XGBoost机器学习 算法计算IGBT 结温， 包括： 利用二阶泰勒级数表示目标函数： 其中， 为所述IGBT结温的预测值与真实值差值； T为叶子节点个数； γ为T的惩 罚函数； λ为 正则化惩罚项系数； ω为叶子节点权 重； n为样本个数； 简化所述目标函数， 移去常数项， 即 其中， 当 时， 取得最小值 为： 6.如权利要求4所述的微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特征在于， 所述估 算IGBT寿命， 包括： 使用雨流计数法计算 IGBT低频 结温循环信息； 基于所述 IGBT低频 结温循环信息和Bayerer寿命 模型计算循环失效数； 基于所述循环失效数和Mi ner准则， 计算得到光伏逆变 器中IGBT年度损伤； 基于所述 IGBT年度损伤估算 IGBT寿命。 7.如权利要求6所述的微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特征在于， 所述光 伏逆变器中IGBT年度损伤的表达式为： 其中， Nf为循环失效数； 所述IGBT寿命的表达式为： 8.如权利要求7所述的微电网分布式光伏发电系统配置优化方法， 其特征在于， 所述基 于所述IGBT寿命和所述净增发电量计算所述每 个个体的适应度值， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115270640 A 3