[發(fā)明專利]一種計(jì)及多風(fēng)電場相關(guān)性的區(qū)域風(fēng)電出力預(yù)測方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410496459.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN104252649A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)斌;吳雨薇;朱雪瓊;朱海勇;張加嶺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種計(jì)及多風(fēng)電場相關(guān)性的區(qū)域風(fēng)電出力預(yù)測方法，其特征在于該方法包括下述步驟：

Step1：采集并篩選風(fēng)速及有功數(shù)據(jù)，剔除離網(wǎng)不工作的、異常狀況導(dǎo)致停機(jī)的以及發(fā)生畸變的壞數(shù)據(jù)點(diǎn)；

Step2：直接預(yù)測功率法：根據(jù)歷史功率數(shù)據(jù)，基于ARIMA模型直接進(jìn)行風(fēng)電場總輸出功率的預(yù)測；

Step3：預(yù)測風(fēng)速法預(yù)測功率；

Step4：組合預(yù)測功率法預(yù)測功率：將上述兩種功率預(yù)測方法加權(quán)平均組合，并利用最小二乘法求解得到最優(yōu)權(quán)重系數(shù)；

Step5：基于M-copula理論建立兩風(fēng)電場間輸出功率的相關(guān)性模型，進(jìn)行最優(yōu)權(quán)重系數(shù)及copula函數(shù)參數(shù)估計(jì)；

Step6：進(jìn)行未考慮相關(guān)性的多風(fēng)電場總輸出功率的預(yù)測；基于Step5的兩風(fēng)電場間輸出功率的相關(guān)性模型，進(jìn)行計(jì)及相關(guān)性的多風(fēng)電場的功率預(yù)測；

Step7：分析預(yù)測結(jié)果：進(jìn)行Step2、Step3和Step4的三種預(yù)測功率法的預(yù)測誤差分析；分析Step6中考慮與未考慮相關(guān)性的多風(fēng)電場功率預(yù)測值結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及多風(fēng)電場相關(guān)性的區(qū)域風(fēng)電出力預(yù)測方法，其特征在于所述Step3的預(yù)測風(fēng)速法預(yù)測功率的方法為：根據(jù)歷史風(fēng)速和功率數(shù)據(jù)，將某一風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組分別進(jìn)行K-means聚類劃分機(jī)群，并求解每組機(jī)群的功率-風(fēng)速P-V特性曲線，進(jìn)行分段多項(xiàng)式擬合，求解風(fēng)電場總出力表達(dá)式；基于ARIMA模型進(jìn)行每類機(jī)群風(fēng)速的預(yù)測，由預(yù)測的風(fēng)速結(jié)果和P-V特性曲線，求解出每類機(jī)群功率預(yù)測值，再得到該風(fēng)電場的總輸出功率預(yù)測。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及多風(fēng)電場相關(guān)性的區(qū)域風(fēng)電出力預(yù)測方法，其特征在于Step4的組合預(yù)測功率法預(yù)測功率的方法為：將Step2的直接預(yù)測功率法和Step3的預(yù)測風(fēng)速法預(yù)測功率兩種方法的預(yù)測功率值加權(quán)平均，即????????????????????????????????????????????????，其中，、分別為兩種預(yù)測方法的權(quán)重系數(shù)，，且，、分別為兩種預(yù)測方法的預(yù)測功率值，為組合預(yù)測功率法的預(yù)測功率值；最后利用最小二乘法求解得到最優(yōu)權(quán)重系數(shù)、。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及多風(fēng)電場相關(guān)性的區(qū)域風(fēng)電出力預(yù)測方法，其特征在于Step5的基于M-copula理論建立兩風(fēng)電場間輸出功率的相關(guān)性模型，進(jìn)行最優(yōu)權(quán)重系數(shù)及copula函數(shù)參數(shù)估計(jì)的方法為：選用由?Gumbel?Copula、Frank?Copula和?Clayton?Copula三個(gè)?Copula?函數(shù)的線性組合構(gòu)造的M-Copula函數(shù)建立兩風(fēng)電場間輸出功率的相關(guān)性模型，M-Copula?函數(shù)其表達(dá)式為：

其中，

上述公式中，分別為兩個(gè)隨機(jī)變量，、、分別代表這三個(gè)copula函數(shù)；、、分別為Frank?Copula、Gumbel?Copula和?Clayton?Copula函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，均為非負(fù)數(shù)，且；?、、分別是Frank、Gumbel和Clayton?Copula函數(shù)的相關(guān)系數(shù)，且滿足；；；表示由三個(gè)?Copula?函數(shù)的線性組合組成的混合?Copula?函數(shù)，最后以最大期望法估計(jì)中、、、、、這6個(gè)參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及多風(fēng)電場相關(guān)性的區(qū)域風(fēng)電出力預(yù)測方法，其特征在于Step?7分析預(yù)測結(jié)果的方法為：選用以下兩個(gè)誤差指標(biāo)組合評(píng)價(jià)預(yù)測結(jié)果：

a.平均絕對(duì)誤差?MAE：MAE?是所有預(yù)測值與實(shí)際值偏差的絕對(duì)值的平均，該指標(biāo)是對(duì)預(yù)測誤差平均幅值的評(píng)價(jià)，能準(zhǔn)確地反映預(yù)測誤差的大小，

???，

b.均方根誤差?RMSE：用來衡量誤差的分散程度，該指標(biāo)能反映出預(yù)測模型的精密度，

，

其中，為平均絕對(duì)誤差值，N是預(yù)測值的個(gè)數(shù)，為額定功率，?，i=1,2,3…N,?為第i個(gè)預(yù)測值與第i個(gè)實(shí)際值的偏差。