[發明專利]一種基于Markov過程的可再生能源電力建模方法

有效

• 申請號: 201510109512.6
• 申請日: 2015-03-12
• 公開（公告）號: CN104715148B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 王錫凡;邵成成;王秀麗;金小明;盧斯煜
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;西安交通大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于Markov過程的可再生能源電力建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，對可再生能源出力統計的原始數據進行處理，劃分出力狀態，形成可再生能源出力狀態序列；

步驟二，以得到狀態序列為原始數據，統計可再生能源出力在各個狀態間的轉移頻次，轉移頻次矩陣；

步驟三，根據轉移頻次矩陣，形成狀態轉移矩陣；

步驟四，根據Markov過程理論和狀態轉移矩陣，計算得到各個時刻可再生能源電力在各個出力狀態上的概率分布，得到可再生能源電力的時序多狀態機組模型；

步驟一至步驟四具體包括：

步驟一：對可再生能源出力統計的原始數據進行處理，劃分出力狀態，形成出力狀態序列；劃分狀態的過程中采用等步長的狀態劃分、不等步長的狀態劃分或者借助聚類工具通過聚類分析確定狀態劃分依據；根據選定的狀態劃分依據，判定各個時刻可再生能源出力所屬的出力狀態，從而形成出力狀態序列；

步驟二：根據出力狀態序列，統計得到可再生能源出力的在各個狀態間的轉移頻次，形成轉移頻次矩陣，具體為：t時刻，可再生能源出力狀態處于i而t+1時刻可再生能源出力處于j狀態，計可再生能源出力由狀態i向狀態j轉移一次；將各元素初值為0的轉移頻次矩陣A中第i行第j列元素a_ij的取值加1；完成整個出力狀態掃描，得到狀態轉移頻次矩陣A；

步驟三：根據轉移頻次矩陣A形成狀態轉移矩陣P；對于狀態轉移矩陣P中的任意元素p_ij，其計算公式如下所示：

pij=aijΣkaik---(1)]]>

p_ij即狀態i向狀態j轉移頻次占狀態i總轉移頻次的比例；當樣本數據大于或等于3年時，該比值趨近于狀態i向狀態j轉移的概率；當樣本數據少于3年時，根據非參數統計理論選取合適的核函數進行修正；

步驟四：根據Markov過程理論和狀態轉移矩陣P，計算得到各個時刻可再生能源電力在各個出力狀態上的概率分布，得到可再生能源電力的時序多狀態機組模型；時序多狀態機組模型包含以下兩個要素：1)多狀態機組，即可再生能源出力在各個出力狀態上的概率分布；2)時序性，上述概率分布具有時序性，不同時刻具有不同的概率分布；

步驟四中，記t時刻可再生能源出力在各個狀態上的概率分布為π_t，根據Markov理論：

π_t+1＝π_tP(2)

遞推得到各個時刻可再生能源出力的概率分布，建立可再生能源出力的時序多狀態機組模型{π_t}；

步驟四中，針對一天不同的時刻t，分別建立轉移矩陣P_t，刻畫不同時刻不同的轉移特征：

π_t+1＝π_tP_t(3)

可以遞推得到各個時刻可再生能源出力的概率分布，建立可再生能源出力的時序多狀態機組模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于Markov過程的可再生能源電力建模方法，其特征在于，步驟一在劃分出力狀態前進行數據預處理，提取可再生能源出力的季節特征。

3.一種基于Markov過程的可再生能源電力建模方法，其特征在于，采用權利要求1至2中任一項所述的一種基于Markov過程的可再生能源電力建模方法建立底層轉移模型；所述可再生能源為間歇性顯著的可再生能源，每天間歇性顯著的可再生能源僅在[t_start,t_end]時段范圍內有出力，其余時刻出力均為0；其中t_start和t_end分別對應歇性顯著的可再生能源的處出力開始時刻和出力結束的時刻；抽取t_start時刻的功率形成每日初始時刻可再生能源出力序列，建立初始時刻轉移模型；在建模過程中配合使用初始時刻轉移模型和底層轉移模型，形成時序多狀態機組，具體地說：通過初始時刻轉移模型，計算獲得各日初始時刻可再生能源的時序多狀態機組模型；根據每日初始時刻出力的概率分布，結合底層模型，計算得到每日[t_start,t_end]區間內各個時刻功率的概率分布。