[發明專利]一種風電出力時間序列建模方法

有效

• 申請號: 201210325780.8
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102880989A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 黃越輝;呂振華;劉純;許曉艷;李鵬;馬爍;劉德偉;鄭太一;楊國新;孫勇
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;中電普瑞張北風電研究檢測有限公司;吉林省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于新能源發電領域，涉及一種風電出力時間序列建模方法。

背景技術

風電的快速發展給中國經濟的發展注入了新的活力，然而也給電力系統的安全穩定運行帶來了很大的挑戰。

在電力系統規劃方面，在風電存在很大不確定性的前提下如何確保規劃的電力系統在未來能安全經濟地運行是一個亟需解決的問題；風電出力隨機變化，如何確定風電可信容量需要從隨機性、系統調節能力等多方面考慮。現有研究趨勢逐步從確定性分析方式向概率性分析方式轉變，通過分析歷史風電出力特性，應用隨機生產模擬未來電力系統的運行，統計系統的各項運行指標。

在電力系統運行方面，風電具有間歇性、波動性等不確定性特點，當電力系統缺少靈活的電源時，尤其對于中國北方電源絕大部分是火電的情形，電網無法應對風電的不確定性，為保證電力系統的安全穩定運行，不得不在某些迫不得已的情況下限制風電出力，大規模風電接入很大程度上改變了傳統電力系統的運行方式，系統需要更加靈活的運行方式。從實時運行的角度需要根據風功率預測，基于決策支持系統進行優化調度，當前風功率預測主要包括超短期功率預測（提前4小時或更短）、短期功率預測（提前1天）、中長期功率預測（提前幾天到1周），超短期和短期預測的精度較高，中長期預測的誤差較大，更長時間尺度的預測已經不能用于電力系統的電力平衡；改善風電和電力系統協調運行水平的另一個方面是提高風電場的出力控制水平，改進風電場自身的調節能力，建設“電網友好型”風電場，實現風電出力的可控制性和可調度性。

在電力系統可靠性方面，風電接入電力系統后由于其間歇性和波動性會嚴重影響電力系統的可靠性，需要有效評估風電接入后對電力系統的可靠性的影響?，F有研究多為對風電時間序列進行建模，然后根據風電時間序列模型對電力系統運行進行蒙特卡洛抽樣模擬，統計各項運行指標估計風電接入對電力系統可靠性的影響；這種完全隨機的建模方法沒有考慮到風電出力時間序列的時間關聯性。

風電接入對電力系統運行的影響主要是由于風電具有隨機性、波動性等不確定性特點造成的，研究風電出力的隨機性、波動性等不確定性特點有利于準確評估風電對電力系統安全穩定運行帶來的影響，也可評估解決風電接入難題的措施的有效性，從而有方向性地采取相應的措施，提高電力系統風電利用率和運行安全穩定性，達到用最小的成本解決最多的風電接入難題的最終目的。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種風電出力時間序列建模方法，對風電場的出力時間序列進行了準確評估，最大可能的模擬了風電出力特性，可用于風電容量可信度評估，準確定位風電在電力系統中的地位，指導電力系統調度運行

本發明提供的一種風電出力時間序列建模方法，其改進之處在于，所述建模方法包括如下步驟：

（1）收集至少兩年內時間尺度為15分鐘的風電出力歷史數據，對風電出力時間序列進行處理；

（2）分析風電出力時間序列的特性；

（3）對風電出力時間序列分割與統計；

（4）采用序貫抽樣方法，重構模擬風電時間序列；

（5）驗證模擬風電出力時間序列的可靠性。

其中，步驟（1）對風電出力時間序列進行處理包括去除序列中的錯誤數據和補充缺失數據。

其中，步驟（2）分析風電出力時間序列的特性包括波動特性C_f、概率分布特性C_d、相關特性C_r和風過程特性C_p。

其中，步驟（3）對風電出力時間序列分割與統計是對風電出力時間序列進行濾波處理，將風電出力時間序列劃分風過程和片段，統計風過程轉換概率和片段概率分布，并計算濾波過程產生的誤差。

其中，步驟（4）采用序貫抽樣方法，重構模擬風電時間序列包括如下步驟：

1）根據風過程轉移概率序貫抽樣模擬風過程序列；

2）根據片段概率分布序貫抽樣風過程內部片段；

3）疊加步驟（2）所示波動特性C_f。

其中，步驟（5）驗證模擬風電出力時間序列的可靠性包括根據步驟（2）中風電出力時間序列的特性分析模擬風電出力時間序列的特性，若模擬風電時間序列的特性符合步驟（1）收集的歷史數據的特性，則模擬風電出力時間序列符合風電實際運行情況，并將其用于系統分析，若不符合，則返回步驟（4）重新構造，直至特性符合歷史數據。