1T/JESXXX—XXXX分布式光伏集群動態(tài)網(wǎng)格劃分與出力預(yù)測技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了分布式光伏集群動態(tài)網(wǎng)格劃分與出力預(yù)測的技術(shù)要求、模型構(gòu)建方法及驗證規(guī)則。本文件適用于電壓等級≤35kV、裝機(jī)容量≤10MW的低壓分布式光伏集群出力預(yù)測系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2900.1-2008電工術(shù)語基本術(shù)語GB/T31365-2015光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)檢測規(guī)程GB/T42313-2023電力儲能系統(tǒng)術(shù)語GB/T33593-2017分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求GB/T26862-2011電力系統(tǒng)同步相量測量裝置檢測規(guī)范GB/T36572-2018電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)導(dǎo)則GB/T45021.1-2024光伏組件性能測試和能量評定第1部分：輻照度和溫度性能測量和功率評定GB/T29319-2024光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定GB/T16895.32-2021低壓電氣裝置第7-712部分：特殊裝置或場所的要求太陽能光伏（PV）電源系統(tǒng)GB/T30153-2013光伏發(fā)電站太陽能資源實時監(jiān)測技術(shù)要求GB/T19964-2024光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T39786-2021信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)密碼應(yīng)用基本要求GB/T26865.2-2023電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)第2部分：數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議GB/T36572-2018電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)導(dǎo)則DL/T630-1997交流采樣遠(yuǎn)動終端技術(shù)條件DL/T721-2013配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端DL/T814-2013配電自動化系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范DL/T1640-2016繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警技術(shù)規(guī)范DL/T634.5104-2009遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)第5-104部分：傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問IEEE2030.5SmartEnergyProfile2.0國能安全〔2015〕36號電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)評估規(guī)范國家電網(wǎng)運檢〔2016〕576號配電自動化系統(tǒng)安全防護(hù)要求3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1分布式光伏集群動態(tài)網(wǎng)格劃分dynamicgridpartitioningofdistributedPVclusters2T/JESXXX—XXXX基于時空相關(guān)性分析，將低壓分布式光伏系統(tǒng)劃分為若干動態(tài)調(diào)整的電氣子區(qū)域的方法。通過改進(jìn)DBSCAN聚類算法和電網(wǎng)拓?fù)浼s束條件，實現(xiàn)光伏出力波動率＞20%時的網(wǎng)格重組，支持集群出力時空耦合建模。3.2時空耦合出力預(yù)測spatiotemporalcoupledpoweroutputforecasting融合動態(tài)網(wǎng)格劃分結(jié)果與多模態(tài)數(shù)據(jù)（氣象、逆變器運行、電網(wǎng)拓?fù)洌┑念A(yù)測模型，采用GCN-Transformer混合架構(gòu)進(jìn)行短期（0-72h）和超短期（15min-4h）功率預(yù)測，預(yù)測誤差RMSE≤5%。3.3動態(tài)網(wǎng)格劃分dynamicgridpartition集成同步相量測量功能的配電網(wǎng)監(jiān)測裝置，具備電壓/電流相量采集、動態(tài)網(wǎng)格邊界識別及"三遙"（遙測、遙信、遙控）功能，通信協(xié)議滿足DL/T721-2013要求。3.4模態(tài)對齊誤差modalalignmenterror衛(wèi)星云圖、逆變器數(shù)據(jù)與PMU時標(biāo)的時間偏差，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最大允許偏差≤1秒，通過GPS/北斗雙模時鐘同步實現(xiàn)。3.5天氣驗證場景庫weathervalidationscenariolibrary包含10類典型氣象事件的仿真數(shù)據(jù)集，用于測試預(yù)測模型在輻照度突變(±30%分鐘內(nèi)）和溫度驟變(±15℃/h）下的魯棒性。4符號、代號和縮略語下列符號、代號和縮略語適用于本文件。PV：光伏（Photovoltaic）DBSCAN：基于密度的空間聚類算法（Density-BasedSpatialClusteringofApplicationswithNoise）GCN：圖卷積網(wǎng)絡(luò)（GraphConvolutionalNetwork）FY-4B：中國風(fēng)云四B衛(wèi)星Himawari-8：日本Himawar8號衛(wèi)星Modbus：OSI模型第7層應(yīng)用層報文傳輸協(xié)議IEC61850：國際電工委員會變電站通信標(biāo)準(zhǔn)（InternationalElectrotechnicalCommission61850）WGS-84：WGS-84坐標(biāo)系（WorldGeodeticSystem一1984CoordinateSystem）JSON：JS鍵值對數(shù)據(jù)（JavaScriptObjectNotation）LSTM：長短時記憶網(wǎng)絡(luò)（LongShort-TermMemory）Transformer：Transformer模型架構(gòu)（TransformerModel）AGC/AVC：自動發(fā)電控制/自動電壓控制（AutomaticGenerationControl/AutomaticVoltageControl）RMSE：均方根誤差（RootMeanSquareError）MAE：平均絕對誤差（MeanAbsoluteError）5總體要求本節(jié)定義了系統(tǒng)的核心功能模塊及其技術(shù)要求，涵蓋從數(shù)據(jù)采集到預(yù)測輸出的全流程架構(gòu)設(shè)計，具體如下：5.1功能架構(gòu)要求5.1.1數(shù)據(jù)采集層整合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)（衛(wèi)星、地面站、逆變器），確保時空一致性。5.1.2數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與標(biāo)準(zhǔn)化，支撐后續(xù)分析。5.1.3動態(tài)網(wǎng)格劃分層3T/JESXXX—XXXX根據(jù)氣象突變與設(shè)備異常動態(tài)調(diào)整分析單元。5.1.4預(yù)測模型層采用混合模型架構(gòu)，融合時序與空間關(guān)聯(lián)算法。5.1.5輸出與應(yīng)用層提供多時間尺度預(yù)測結(jié)果，支持電網(wǎng)實時控制與可視化。5.2性能指標(biāo)要求5.2.1預(yù)測精度A.常規(guī)天氣：晴天/多云場景RMSE≤8%，陰雨場景RMSE≤12%，MAE≤對應(yīng)RMSE的75%。B.極端天氣：臺風(fēng)/暴雪場景RMSE≤15%，預(yù)測偏差需在30分鐘內(nèi)收斂至±10%。5.2.2數(shù)據(jù)處理時效A.氣象數(shù)據(jù)預(yù)處理延遲≤1分鐘，模型單次全網(wǎng)格計算時間≤1分鐘。B.動態(tài)網(wǎng)格重組完成至預(yù)測結(jié)果生成全流程時延≤5分鐘。5.2.3系統(tǒng)擴(kuò)展性A.支持集群規(guī)?！?000節(jié)點，節(jié)點擴(kuò)容時預(yù)測時效偏差≤3%。B.模型參數(shù)在線更新周期≤7天，支持增量學(xué)習(xí)與遷移學(xué)習(xí)。5.3數(shù)據(jù)管理要求5.3.1存儲規(guī)范A.原始數(shù)據(jù)保留≥5年，預(yù)測結(jié)果保留≥3年，采用時序數(shù)據(jù)庫（InfluxDB）或HDF5格式。B.數(shù)據(jù)加密等級：氣象敏感信息采用AES-256加密，訪問日志留存≥6個月。5.3.2質(zhì)量管控A.異常數(shù)據(jù)識別：出力突變率>30%/5分鐘或輻照度-出力相關(guān)性<0.6時觸發(fā)校驗。B.數(shù)據(jù)完整性：月度采集可用率≥99%，缺失插補優(yōu)先采用LSTM時序填補算法。5.4可靠性與容錯性要求5.1.1系統(tǒng)可用性A.全年可用性≥99.9%，單點故障切換時間≤10秒，支持雙活數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。B.極端天氣下啟動降級模式：基于歷史相似日數(shù)據(jù)生成基線預(yù)測，誤差容忍度放寬至±20%。5.1.2災(zāi)備機(jī)制A.建立區(qū)域級備份預(yù)測中心，數(shù)據(jù)同步延遲≤30秒，RPO≤5分鐘。5.2標(biāo)準(zhǔn)化兼容性接口協(xié)議：符合GB/T19964—2012并網(wǎng)規(guī)范，適配IEEE2030.5能源管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。安全合規(guī)：滿足《網(wǎng)絡(luò)安全法》及《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》二級防護(hù)要求。6核心技術(shù)要求6.1動態(tài)網(wǎng)格劃分6.1.1技術(shù)參數(shù)A.自適應(yīng)參數(shù)優(yōu)化算法a)BSCAN動態(tài)調(diào)整：采用改進(jìn)天牛群優(yōu)化算法（IBSO）生成Eps和MinPts參數(shù)，城市區(qū)域Eps=0.050.1（高密度），農(nóng)村區(qū)域Eps=0.150.22（低密度）；通過模糊云模型評估參數(shù)有效性，觸發(fā)子網(wǎng)格分裂的閾值條件為溫差≤2℃、輻照度偏差≤50W/m2。4T/JESXXX—XXXXb)網(wǎng)格重構(gòu)觸發(fā)機(jī)制：逆變器故障率≥5%時啟用LSTM填補數(shù)據(jù)缺失；云層移動速度≥10m/s時通過光流法跟蹤衛(wèi)星云圖（Himawari-8，4km分辨率，10分鐘更新），匹配地面輻照度波動率≥30%的區(qū)域重組網(wǎng)格。B.網(wǎng)格拓?fù)鋬?yōu)化a)Voronoi圖融合GCN：采用Delaunay三角剖分優(yōu)化邊界，GCN圖卷積核層數(shù)≥2，通道數(shù)≥32；鄰接矩陣動態(tài)更新閾值保留邊權(quán)重≥0.6。b)實時監(jiān)控：邊緣計算節(jié)點每30秒更新網(wǎng)格狀態(tài)，北斗/GPS雙模授時誤差≤1秒，異常時調(diào)用時空協(xié)同克里金算法溯源。6.1.2操作規(guī)范A.網(wǎng)格生成流程：a)數(shù)據(jù)預(yù)處理（幾何糾正、輻射校正）；b)基于IBSO動態(tài)調(diào)整聚類參數(shù)；c)根據(jù)氣象相似性觸發(fā)網(wǎng)格分裂；d)日志AES-256與RSA混合加密存儲，密鑰每月輪換B.異常處理：故障率超限時優(yōu)先修復(fù)核心節(jié)點，冷熱數(shù)據(jù)分離存儲并支持分布式查詢。6.2時空耦合建模6.2.1技術(shù)參數(shù)A.模型架構(gòu)Transformer-GCN聯(lián)合架構(gòu)：輸入層嵌入時空坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、時間疊加Sin/Cos位置編碼和氣象標(biāo)簽（晴/雨/雪）；多頭自注意力機(jī)制頭數(shù)≥4，殘差連接防止梯度消失。B.動態(tài)圖結(jié)構(gòu)：時空鄰接矩陣（STAM）基于~氣象相似度距離構(gòu)建，圖卷積層采用LeakyReLU(α=0.2）激活函數(shù)，度矩陣歸一化公式為D?1/2AD?1/2。6.2.2訓(xùn)練與驗證A.極端天氣模擬：訓(xùn)練集需包含≥5次臺風(fēng)/暴雪事件，GAN增強數(shù)據(jù)多樣性，測試集RMSE≤15%；增量學(xué)習(xí)每周更新參數(shù)，學(xué)習(xí)率衰減因子=0.95。B.物理約束嵌入：在Transformer中引入能量守恒方程，優(yōu)化臺風(fēng)路徑預(yù)測的物理合理性。6.2.3操作規(guī)范A.數(shù)據(jù)輸入規(guī)范：72小時歷史序列時間分辨率≤15分鐘，時空坐標(biāo)誤差≤10米（RTK-GNSS校B.模型部署：GPU利用率≥90%，內(nèi)存占用率≤80%；支持10萬級網(wǎng)格并發(fā)計算。6.3數(shù)據(jù)融合方法6.3.1技術(shù)參數(shù)A.多源協(xié)同處理a)時空對齊：衛(wèi)星云圖（可見光0.60.7μm，紅外10.311.3μm）與地面站數(shù)據(jù)采用雙線性插值，網(wǎng)格分辨率≤1km2。b)特征級融合：氣象特征權(quán)重=0.6（基于輻照度-出力相關(guān)系數(shù)≥0.6歷史序列權(quán)重=0.4，動態(tài)調(diào)整因子β=0.1。B.加密與質(zhì)控a)混合加密：敏感數(shù)據(jù)AES-256加密傳輸，DES密鑰通過RSA公鑰加密存儲；破壞性測試中隨機(jī)丟棄50%氣象數(shù)據(jù)，驗證插補算法RMSE增幅≤3%。b)異常檢測：出力突變率>30%/5分鐘時調(diào)用SOM聚類算法定位異常源。6.3.2操作規(guī)范A.融合流程：多源數(shù)據(jù)緩沖窗口≤3秒，超時數(shù)據(jù)觸發(fā)LSTM填補（隱藏層單元=64，時間窗口=15T/JESXXX—XXXX小時）；特征級融合采用注意力機(jī)制動態(tài)分配權(quán)重；加密密鑰每月輪換，冷熱數(shù)據(jù)分離存儲。B.合規(guī)性要求：引用GB/T39786-2021《信息系統(tǒng)密碼應(yīng)用基本要求》和WMONo.1203《衛(wèi)星云圖處理指南》。6T/JESXXX—XXXX參考文獻(xiàn)[1]董欣.江蘇激活高質(zhì)量發(fā)展“新”動能[N].中國能源報,2024-12-02(001).2024.001556.[2]莊貴陽.我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)面臨的挑戰(zhàn)及對策[J].人民論壇,2021,(18):50-53.[3]辛保安,單葆國,李瓊慧,等.“雙碳”目標(biāo)下“能源三要素”再思考[J].中國電機(jī)工程學(xué)報,2022,42(09):3117-3126.212780.________________________分布式光伏集群動態(tài)網(wǎng)格劃分與出力預(yù)測技術(shù)規(guī)范I1編制背景 22編制主要原則 23與其他標(biāo)準(zhǔn)文件的關(guān)系 24主要工作過程 25標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容 26條文說明 37其它 321編制背景本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了分布式光伏集群動態(tài)網(wǎng)格劃分與出力預(yù)測的技術(shù)要求、模型構(gòu)建方法及驗證規(guī)則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于電壓等級≤35kV、裝機(jī)容量≤10MW的低壓分布式光伏集群出力預(yù)測系統(tǒng)。2編制主要原則（1）按照《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》（GB/T1.1-2000）和《電力企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制規(guī)則》（DL/T800-2001）的有關(guān)要求，開展本規(guī)范制定工作。（2）本標(biāo)準(zhǔn)主要對分布式光伏預(yù)測的技術(shù)方法規(guī)范化提出基本的技術(shù)要求，不對分布式光伏組件的物理構(gòu)成做過多限制。3與其他標(biāo)準(zhǔn)文件的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和政策保持一致。4主要工作過程承擔(dān)單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州供電分公司核心職責(zé)：統(tǒng)籌項目規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)驗證與應(yīng)用推廣，組織開展規(guī)范的編制、評審等。數(shù)據(jù)支撐與工程實施：提供江蘇省低壓分布式光伏集群的實際運行數(shù)據(jù)（包括歷史出力、氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)拓?fù)涞炔f(xié)調(diào)泰州試點區(qū)域的動態(tài)網(wǎng)格劃分驗證環(huán)境。負(fù)責(zé)試點區(qū)域的通信設(shè)備部署（如動態(tài)網(wǎng)格監(jiān)測終端、多源數(shù)據(jù)采集裝置確保數(shù)據(jù)安全傳輸與接口規(guī)范。技術(shù)驗證與標(biāo)準(zhǔn)落地：主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)核心技術(shù)指標(biāo)（如動態(tài)網(wǎng)格重組觸發(fā)條件、極端天氣預(yù)測誤差閾值）的工程驗證，依托泰州安全實訓(xùn)基地開展模型魯棒性測試。推動標(biāo)準(zhǔn)在江蘇電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用，制定分布式光伏集群出力預(yù)測與電網(wǎng)調(diào)度的聯(lián)動機(jī)制。行業(yè)協(xié)調(diào)與政策銜接：對接江蘇省電機(jī)工程學(xué)會，牽頭組織標(biāo)準(zhǔn)立項審查、專家評審及發(fā)布流程。參加單位：南京師范大學(xué)核心職責(zé)：技術(shù)研發(fā)、模型優(yōu)化與理論支撐算法研發(fā)與模型構(gòu)建：基于動態(tài)網(wǎng)格劃分需求，開發(fā)改進(jìn)的DBSCAN聚類算法，優(yōu)化時空耦合模型（GCN-Transformer混合架構(gòu)）的注意力機(jī)制參數(shù)。設(shè)計多模態(tài)數(shù)據(jù)對齊算法（如衛(wèi)星云圖與逆變器數(shù)據(jù)的時空匹配解決氣象數(shù)據(jù)與設(shè)備運行數(shù)據(jù)的模態(tài)差異問題。仿真驗證與數(shù)據(jù)分析：構(gòu)建分布式光伏集群仿真平臺，驗證預(yù)測模型在多重天氣場景下的適應(yīng)性。提供預(yù)測精度評估報告（RMSE、MAE等指標(biāo)），并提交標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)建議。5標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)的主要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下：33.正文共設(shè)5章：范圍，規(guī)范性引用文件，術(shù)語和定義，符號、代號和縮略語，