[發(fā)明專利]一種基于自適應多變量非參數(shù)核密度估計的多風電場出力相關(guān)性建模方法

有效

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• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107038292B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊楠;葉迪;李宏圣;黃禹;董邦天
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/06;G06Q50/06;H02J3/38;H02J3/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

本發(fā)明公開了一種基于自適應多變量非參數(shù)核密度估計的多風電場出力相關(guān)性建模方法，屬于多維變量相關(guān)性研究技術(shù)領(lǐng)域。包括：步驟一：建立風電場多變量非參數(shù)核密度估計模型；步驟二：構(gòu)建帶寬優(yōu)化模型；步驟三：構(gòu)建基于序優(yōu)化的風電場自適應多變量非參數(shù)核密度估計模型帶寬求解方法。本發(fā)明建模過程實用簡單，能快速有效的對多個隨機變量之間的相關(guān)性進行建模，不僅較傳統(tǒng)基copula函數(shù)的參數(shù)估計方法具有更高的精度和適用性，而且還較好的解決了傳統(tǒng)多變量非參數(shù)核密度估計方法的局部適應性問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種基于自適應多變量非參數(shù)核密度估計的多風電場出力相關(guān)性建模方法，屬于多維變量相關(guān)性研究技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國風電能源的日益普及，大規(guī)模的風電并網(wǎng)已成趨勢，隨之帶來的是大量的不確定性因素。受地區(qū)、環(huán)境特性的影響，多個風電場的出力特性可能存在一定程度的概率相關(guān)性。因此，在電力系統(tǒng)運行控制過程中，有必要考慮多個風電場之間的相關(guān)性，并對其進行聯(lián)合概率建模，以提高系統(tǒng)的運行效率及安全穩(wěn)定性。

由于可用于表征多個隨機變量之間的概率相關(guān)特性，Copula理論是目前研究多個風電場出力相關(guān)性最常用的方法。從現(xiàn)有研究來看，基于Copula函數(shù)的多風電場出力相關(guān)性建模方法本質(zhì)上是一種參數(shù)估計方法。然而，這種參數(shù)估計方法過分依賴于對概率密度函數(shù)形式的先驗界定：一方面，一旦模型選擇錯誤，則無論參數(shù)估計如何精確都無法得到準確的建模結(jié)果，雖然有學者為提高建模精度對所有形式的Copula函數(shù)都進行參數(shù)估計計算，然后從中選取最精確的風電場聯(lián)合概率模型，但這種做法無疑增加了建模方法的復雜程度；另一方面，現(xiàn)在風電場數(shù)量眾多，且不同風電場的聯(lián)合概率特性有可能服從不同的概率密度形式，而這種基于Copula函數(shù)的建模方法難以保證其普遍適用性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于自適應多變量非參數(shù)核密度估計的多風電場出力相關(guān)性建模方法，這種方法無需對多風電場聯(lián)合概率服從何種標準的分布形式進行先驗判斷，因而具有更高的建模精度和實用性。而基于最優(yōu)帶寬矩陣調(diào)整模型的自適應改進策略，較好的解決了現(xiàn)有多變量非參數(shù)核密度估計局部精度較低的問題，進一步提高了建模精度。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于自適應多變量非參數(shù)核密度估計的多風電場出力相關(guān)性建模方法，包括以下步驟：

步驟1，風電場多變量非參數(shù)核密度估計模型的建立：

已知m個風電場在采樣周期內(nèi)，每個風電場均有n個出力數(shù)據(jù)樣本，且第i采樣點的有功功率向量X_i：

X_i＝[X_i1,X_i1,…,X_im]^T (1)

m個風電場的出力隨機變化x：

x＝[x₁,x₁,…,x_m]^T (2)

它們的聯(lián)合概率密度函數(shù)為：

f(x)＝f(x₁,x₁,…,x_m) (3)

則此聯(lián)合概率密度函數(shù)的多變量核密度估計模型為：

式中：H稱為帶寬矩陣，是一個m×m維的對稱正定矩陣，n表示樣本個數(shù)，x表示風電場的歷史出力隨機變化，K()表示多變量核函數(shù)，并且必須滿足下列條件：

式中：R是實數(shù)集合，I是整數(shù)集合。