T/JES 010-2025 分布式光伏集群动态网格划分与出力预测技术规范

ICS 29.160.40
CCS V40
T/JES 0102025
团体标准
江苏省电工技术学会发布
分布式光伏集群动态网格划分与出力预测技术规范
Technical Specification for Dynamic Grid Partitioning and Power Output
Forecasting of Distributed PV Clusters
2025-5-29 发布2025-5-29 实施

目次
前言............................................................................................................................................................. II
引言............................................................................................................................................................III
1 范围..........................................................................................................................................................1
2 规范性引用文件......................................................................................................................................1
3 术语和定义..............................................................................................................................................1
4 符号、代号和缩略语...............................................................................................................................2
5 总体要求..................................................................................................................................................2
5.1 功能架构要求....................................................................................................................................2
5.2 性能指标要求....................................................................................................................................3
5.3 数据管理要求....................................................................................................................................3
5.4 可靠性与容错性要求.........................................................................................................................3
5.2 标准化兼容性....................................................................................................................................3
6 核心技术要求..........................................................................................................................................3
6.1 动态网格划分....................................................................................................................................3
6.2 时空耦合建模....................................................................................................................................4
6.3 数据融合方法....................................................................................................................................4
参考文献..................................................................................................................................................6

前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起
草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本文件由江苏省电工技术学会提出并归口。
本文件起草单位：国网江苏省电力有限公司、国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司、南京师范大
学。
本文件主要起草人：张力、霍雪松、杜云龙、杨庆华、陆志平、王淑恒、戴强晟、徐东亮、姚云婷、
马刚。
本文件为首次发布。

引言
随着江苏省分布式光伏装机容量突破3000 万千瓦，低压分布式光伏在能源结构中的占比持续攀升，
其出力波动对电网调度的挑战日益凸显[1]。传统预测方法因采用固定网格划分策略，难以捕捉气象动态性、
空间异质性及分布式集群的时空耦合效应，导致预测精度不足、备用容量冗余配置高，加剧了弃电损失与
电网运行成本。尤其在江苏地区，城乡建筑、工业园区及农村屋顶的复杂分布式布局与多变气象条件交织，
单一区域的出力波动可能通过电网拓扑快速传导，形成连锁性功率振荡。这一现状亟需通过技术创新构建
适配高渗透率分布式光伏接入的预测体系。
本标准聚焦动态网格划分、时空耦合建模与多模态数据融合三大核心技术。通过改进的DBSCAN 聚类
算法，结合气象突变阈值与电网拓扑约束，实现差异化动态网格重组；融合图卷积网络与Transformer
架构的混合模型，嵌入时空注意力机制与物理约束，显著提升极端天气下的预测鲁棒性；规范多源数据对
齐流程，采用北斗/GPS 双模授时与WGS-84 坐标系映射，解决卫星云图、地面气象站及逆变器数据的时空
匹配难题。
本标准的编制量化了动态网格划分参数、时空建模基准及数据融合规则，为长三角跨省协同预测提供
技术框架。其推广将直接支撑新型电力系统建设，降低电网备用容量投资，提升光伏消纳率，并推动智能
气象设备、边缘计算终端等产业链升级。此外，标准中嵌入的国产化加密算法与数据安全协议，契合《网
络安全法》与“双碳”战略，为能源安全与绿色转型提供双重保障[2][3]。
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分布式光伏集群动态网格划分与出力预测技术规范
1 范围
本文件规定了分布式光伏集群动态网格划分与出力预测的技术要求、模型构建方法及验证规则。
本文件适用于电压等级≤35kV、装机容量≤10MW 的低压分布式光伏集群出力预测系统。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2900.1-2008 电工术语基本术语
GB/T 31365-2015 光伏发电站接入电网检测规程
GB/T 42313-2023 电力储能系统术语
GB/T 33593-2017 分布式电源并网技术要求
GB/T 26862-2011 电力系统同步相量测量装置检测规范
GB/T 36572-2018 电力监控系统网络安全防护导则
GB/T 45021.1-2024 光伏组件性能测试和能量评定第1 部分：辐照度和温度性能测
量和功率评定
GB/T 29319-2024 光伏发电系统接入配电网技术规定
GB/T 16895.32-2021 低压电气装置第7-712 部分：特殊装置或场所的要求太阳能光
伏（PV）电源系统
GB/T 30153-2013 光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求
GB/T 19964-2024 光伏发电站接入电力系统技术规定
GB/T 39786-2021 信息安全技术信息系统密码应用基本要求
GB/T 26865.2-2023 电力系统实时动态监测系统第2 部分：数据传输协议
GB/T 36572-2018 电力监控系统网络安全防护导则
DL/T 630-1997 交流采样远动终端技术条件
DL/T 721-2013 配电网自动化系统远方终端
DL/T 814-2013 配电自动化系统技术规范
DL/T 1640-2016 继电保护定值在线校核及预警技术规范
DL/T 634.5104-2009 远动设备及系统第5-104 部分：传输规约采用标准传输协议集
的IEC60870-5-101 网络访问
IEEE 2030.5 Smart Energy Profile 2.0
国能安全〔2015〕36 号电力监控系统安全防护评估规范
国家电网运检〔2016〕576
号
配电自动化系统安全防护要求
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
分布式光伏集群动态网格划分dynamic grid partitioning of distributed PV clusters
T/JES 010—2025
2
基于时空相关性分析，将低压分布式光伏系统划分为若干动态调整的电气子区域的方法。通过改进
DBSCAN 聚类算法和电网拓扑约束条件，实现光伏出力波动率＞20%时的网格重组，支持集群出力时空耦
合建模。
3.2
时空耦合出力预测spatiotemporal coupled power output forecasting
融合动态网格划分结果与多模态数据（气象、逆变器运行、电网拓扑）的预测模型，采用
GCN-Transformer 混合架构进行短期（0-72h）和超短期（15min-4h）功率预测，预测误差RMSE≤5%。
3.3
动态网格划分dynamic grid partition
集成同步相量测量功能的配电网监测装置，具备电压/电流相量采集、动态网格边界识别及"三遥"
（遥测、遥信、遥控）功能，通信协议满足DL/T 721-2013 要求。
3.4
模态对齐误差modal alignment error
卫星云图、逆变器数据与PMU 时标的时间偏差，本标准规定最大允许偏差≤1 秒，通过GPS/北斗双
模时钟同步实现。
3.5
天气验证场景库weather validation scenario library
包含10 类典型气象事件的仿真数据集，用于测试预测模型在辐照度突变（±30%分钟内）和温度骤
变（±15℃/h）下的鲁棒性。
4 符号、代号和缩略语
下列符号、代号和缩略语适用于本文件。
PV：光伏（Photovoltaic）
DBSCAN：基于密度的空间聚类算法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）
GCN：图卷积网络（Graph Convolutional Network）
FY-4B：中国风云四B 卫星
Himawari-8：日本Himawar8 号卫星
Modbus：OSI 模型第7 层应用层报文传输协议
IEC 61850：国际电工委员会变电站通信标准（International Electrotechnical Commission 61850）
WGS-84：WGS-84 坐标系（World Geodetic System 一1984 Coordinate System）
JSON：JS 键值对数据（JavaScript Object Notation）
LSTM：长短时记忆网络（Long Short-Term Memory）
Transformer：Transformer 模型架构（Transformer Model）
AGC/AVC：自动发电控制/自动电压控制（Automatic Generation Control/Automatic Voltage Control）
RMSE：均方根误差（Root Mean Square Error）
MAE：平均绝对误差（Mean Absolute Error）
5 总体要求
本节定义了系统的核心功能模块及其技术要求，涵盖从数据采集到预测输出的全流程架构设计，具
体如下：
5.1 功能架构要求
5.1.1 数据采集层
整合多源异构数据（卫星、地面站、逆变器），确保时空一致性。
5.1.2 数据预处理模块
实现数据质量控制与标准化，支撑后续分析。
5.1.3 动态网格划分层
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根据气象突变与设备异常动态调整分析单元。
5.1.4 预测模型层
采用混合模型架构，融合时序与空间关联算法。
5.1.5 输出与应用层
提供多时间尺度预测结果，支持电网实时控制与可视化。
5.2 性能指标要求
5.2.1 预测精度
A. 常规天气：晴天/多云场景RMSE≤8%，阴雨场景RMSE≤12%，MAE≤对应RMSE的75%。
B. 极端天气：台风/暴雪场景RMSE≤15%，预测偏差需在30分钟内收敛至±10%。
5.2.2 数据处理时效
A. 气象数据预处理延迟≤1 分钟，模型单次全网格计算时间≤1 分钟。
B. 动态网格重组完成至预测结果生成全流程时延≤5 分钟。
5.2.3 系统扩展性
A. 支持集群规模≥5000 节点，节点扩容时预测时效偏差≤3%。
B. 模型参数在线更新周期≤7 天，支持增量学习与迁移学习。
5.3 数据管理要求
5.3.1 存储规范
A. 原始数据保留≥5 年，预测结果保留≥3 年，采用时序数据库（InfluxDB）或HDF5 格式。
B. 数据加密等级：气象敏感信息采用AES-256 加密，访问日志留存≥6 个月。
5.3.2 质量管控
A. 异常数据识别：出力突变率>30%/5 分钟或辐照度-出力相关性<0.6 时触发校验。
B. 数据完整性：月度采集可用率≥99%，缺失插补优先采用LSTM 时序填补算法。
5.4 可靠性与容错性要求
5.1.1 系统可用性
A. 全年可用性≥99.9%，单点故障切换时间≤10 秒，支持双活数据中心架构。
B. 极端天气下启动降级模式：基于历史相似日数据生成基线预测，误差容忍度放宽至±20%。
5.1.2 灾备机制
A. 建立区域级备份预测中心，数据同步延迟≤30 秒，RPO≤5 分钟。
5.2 标准化兼容性
接口协议：符合GB/T 19964—2012并网规范，适配IEEE 2030.5能源管理系统标准。
安全合规：满足《网络安全法》及《电力监控系统安全防护规定》二级防护要求。
6 核心技术要求
6.1 动态网格划分
6.1.1 技术参数
A. 自适应参数优化算法
a) BSCAN动态调整：采用改进天牛群优化算法（IBSO）生成Eps和MinPts参数，城市区域
Eps=0.050.1（高密度），农村区域Eps=0.150.22（低密度）；通过模糊云模型评估参数
有效性，触发子网格分裂的阈值条件为温差≤2℃、辐照度偏差≤50W/m²。
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b) 网格重构触发机制：逆变器故障率≥5%时启用LSTM填补数据缺失；云层移动速度≥10m/s
时通过光流法跟踪卫星云图（Himawari-8，4km分辨率，10分钟更新），匹配地面辐照度
波动率≥30%的区域重组网格。
B. 网格拓扑优化
a) Voronoi图融合GCN：采用Delaunay三角剖分优化边界，GCN图卷积核层数≥2，通道数≥
32；邻接矩阵动态更新阈值保留边权重≥0.6。
b) 实时监控：边缘计算节点每30秒更新网格状态，北斗/GPS双模授时误差≤1秒，异常时调
用时空协同克里金算法溯源。
6.1.2 操作规范
A. 网格生成流程：
a) 数据预处理（几何纠正、辐射校正）；
b) 基于IBSO 动态调整聚类参数；
c) 根据气象相似性触发网格分裂；
d) 日志AES-256 与RSA 混合加密存储，密钥每月轮换
B. 异常处理：故障率超限时优先修复核心节点，冷热数据分离存储并支持分布式查询。
6.2 时空耦合建模
6.2.1 技术参数
A. 模型架构Transformer-GCN 联合架构：输入层嵌入时空坐标（经度、纬度、时间），叠加Sin/Cos
位置编码和气象标签（晴/雨/雪）；多头自注意力机制头数≥4，残差连接防止梯度消失。
B. 动态图结构：时空邻接矩阵（STAM）基于气象相似度距离构建，图卷积层采用LeakyReLU（α
=0.2）激活函数，度矩阵归一化公式为