[發明專利]基于pair?copula函數的微電網可靠性評估數據抽樣方法

有效

• 申請號: 201410848222.9
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104504618B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 王守相;張興友;葛磊蛟
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李素蘭

技術領域

本發明涉及微電網評估技術，特別是涉及一種基于pair-copula函數的微電網可靠性評估數據抽樣方法。

背景技術

微電網中分布式電源的出力具有不確定性，為了評估微電網的可靠性，需要建立微電網中分布式電源出力特性和負荷特性的概率模型，并基于建立的概率模型通過抽樣方法抽樣風速、光照強度和負荷數據以評估微電網的可靠性。在已有的微電網可靠性評估模型中，往往假設微電網中不同分布式能源出力之間相互獨立。事實上，已有文獻[1-3]證明，微電網中分布式電源的一次能源包括風速、光照強度以及微網中的負荷，它們之間存在著隨機相關性，忽略微電網中風速、光照強度和負荷的隨機相關性將會影響微電網可靠性評估的準確性。

目前描述微網可靠性評估中變量間隨機相關性的方法主要有：聯合概率密度函數法、相關矩陣法和copula函數法等。對服從同一邊緣分布的變量而言，可以用聯合概率密度函數法描述變量間的相關性；對于不服從同一分布的變量而言，相關矩陣法和copula函數法能夠描述變量間的相關性。但是，相關矩陣法和copula函數法難于描述三變量以上的問題。Pair-copula函數作為一種描述多個變量間隨機相關性的方法，能夠方便的描述多個變量間的隨機相關性。

在評估微電網供電可靠性時，抽樣數據的質量直接影響著微電網供電可靠性評估結果的準確性。針對微電網中風速、光照強度和負荷之間的隨機相關性，本發明將pair-copula函數方法引入到微電網可靠性評估的數據抽樣過程中，建立了基于 pair-copula函數的微電網可靠性評估數據抽樣方法。

[1]Zhilong Qin,Wenyuan Li,Xiaofu Xiong.Incorporating multiple correlations among wind speeds,photovoltaic powers and bus loads in composite system reliability evaluation. ApplyEnergy,2013,110:285-294.

[2]George Papaefthymiou,Dorota Kurowicka.Using copula for modeling stochastic dependenceinpowersystemuncertaintyanalysis.IEEETransactiononPower Systems,2009, 24(1):40-49.

[3]H.ValizadehHaghi M,Tavakoli Bina,MAGolker,S M Moghaddas.Using copulas for analysis of large datasets in renewable distribution generation:PV and wind power integrationinIran.RenewableEnergy,2010,35(9):1991-2000.

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于pair-copula函數的微電網可靠性評估數據抽樣方法，利用Spearman秩參數方法得到微電網內風速、光照強度和負荷統計數據的隨機相關性參數，將隨機相關性參數帶入基于pair-copula 函數的微電網可靠性評估算法風速、光照強度和負荷數據的抽樣過程中，解決了傳統概率模型中無法考慮風速、光照強度和負荷數據隨機相關性的問題；提高了微網可靠性評估算法中抽樣數據的準確性。

本發明提出了一種基于pair-copula函數方法的微電網可靠性評估數據抽樣方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、輸入微電網內每隔1小時采集到的風速、光照強度、負荷的年度數據；

步驟2、運用Spearman秩參數方法計算微電網內風速、光照強度和負荷的隨機秩相關性參數，利用風速與光照強度之間、風速與負荷之間、光照強度與負荷統計數據之間的Spearman秩參數ρ₁、ρ₂、ρ₃，得到隨機相關性參數ρ為ρ＝(ρ₁,ρ₂,ρ₃)；

步驟3、根據風速、光照強度和負荷的統計特性，計算風速、光照強度和負荷統計數據的邊緣分布；

步驟4、將Spearman秩參數方法得出的隨機相關性參數ρ代入pair-copula函數，得到微電網內風速、光照強度和負荷的隨機相關性表達式：