[發(fā)明專利]基于風(fēng)力發(fā)電特性曲線的理論線損評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711008547.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN107730399B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范荻;汪鴻;秦亮;陳建華;皇甫成;劉開培;王放;張縝然;李明月;王晶晶;鄭立;郭鑫;李善穎;王沛然;王非;夏雪;趙峰;李長(zhǎng)宇;武晗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司;武漢大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G06Q50/06
• 分類號(hào): G06Q50/06
• 代理公司: 北京孚睿灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰;張冬花

1.一種基于風(fēng)力發(fā)電特性曲線的理論線損評(píng)估方法，其特征在于：其包括如下步驟：

S1、獲取風(fēng)力發(fā)電曲線：采集電網(wǎng)指定周期內(nèi)的風(fēng)電功率數(shù)據(jù)，每小時(shí)為一個(gè)采樣點(diǎn)，每條風(fēng)力發(fā)電曲線有24個(gè)采樣點(diǎn)，每天得到一條風(fēng)力發(fā)電曲線，共得到n條風(fēng)力發(fā)電曲線，其中，n≥1；

S2、校正風(fēng)力發(fā)電曲線：對(duì)步驟S1采集的電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，查找缺失和異常數(shù)據(jù)，當(dāng)某條曲線的數(shù)據(jù)缺失量和異常量低于采集量的10％時(shí)，利用平滑修正公式對(duì)存在缺失和異常的采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)值進(jìn)行修正和替代，其方法為：設(shè)第i條曲線的第j個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)P_i，j為缺失或異常數(shù)據(jù)，則修正值P’_i,j為

式中：k表示向前采集，I表示向后采集，i＝1,2,3…n，j為1,2,3…24，k1≥1，I1≥1；

S3、選取風(fēng)力發(fā)電曲線的輪廓特征變量：選擇每天風(fēng)力發(fā)電量的峰值、谷值、平均值作為衡量風(fēng)力發(fā)電曲線數(shù)值的特征變量，確定出每條曲線的起始點(diǎn)、末尾點(diǎn)、峰值點(diǎn)和谷值點(diǎn)，連接相鄰兩點(diǎn)之間的斜率作為衡量風(fēng)力發(fā)電曲線輪廓的特征變量，即聚類分析使用的分類變量；

S4、風(fēng)力發(fā)電曲線的輪廓特征變量分析及聚類：對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換，以系統(tǒng)聚類法作為距離的計(jì)算方法，以平方歐氏距離作為各類間距離的度量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)n條風(fēng)力發(fā)電曲線進(jìn)行聚類，輸出的聚類樹狀譜系圖，根據(jù)實(shí)際日風(fēng)力發(fā)電曲線和樹狀譜系圖的凝聚情況，確定分類數(shù)目和類別成員；風(fēng)力發(fā)電曲線的聚類包括如下步驟：

S41、確定距離的計(jì)算方法和度量標(biāo)準(zhǔn)：采用離差平方和法，將n條曲線各自成一類，此時(shí)W＝0，每次合并一類，離差平方和繼續(xù)增加，每次選擇使離差平方和增加最小的兩類進(jìn)行合并，直到所有曲線成為一類，具體方法如下：

把n個(gè)樣本分為m類，G_p表示第p類，p＝1，2，...m,,表示G_p的重心，y_pq表示G_p中的第q個(gè)樣本，n_p表示G_p的樣本個(gè)數(shù)，則G_p中樣本的離差平方和為：

總的類內(nèi)離差平方和為：

S42、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化變換：用Z分?jǐn)?shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換，變換后的數(shù)據(jù)均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1，消去了量綱的影響，當(dāng)抽樣樣本改變時(shí)，仍能保持相對(duì)穩(wěn)定性；標(biāo)準(zhǔn)化方法如下：

衡量曲線輪廓的特征變量x_ij總體樣本X為

式中，h為樣本的維數(shù)，

均值為

其中，(j＝1,2,…，24)

標(biāo)準(zhǔn)差為

其中，(j＝1,2,…，24)

標(biāo)準(zhǔn)化處理

S43、計(jì)算n條曲線兩兩間的距離；

S44、初始狀態(tài)下，n條曲線各為一類，此時(shí)類間距離即為曲線之間的距離；

S45、合并類間距離最小的兩類成為一個(gè)新類，此時(shí)類別總數(shù)有所減少；

S46、計(jì)算新類與其他類之間的距離，重復(fù)進(jìn)行以上步驟，直到所有曲線被并為一類；

S47、畫出聚類樹狀圖；

S48、確定分類數(shù)目和類別成員；

S5、確定風(fēng)力發(fā)電曲線中每個(gè)類別成員中的典型代表日：基于步驟S4的聚類結(jié)果，在每一類別中分別計(jì)算、確定相應(yīng)典型代表日，其包括如下步驟：

S51、計(jì)算各整點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值，

S52、分別計(jì)算每天的整點(diǎn)數(shù)據(jù)與該時(shí)刻平均值的差值的平方，

S53、將每天所有整點(diǎn)與平均值的偏差求和，除以整點(diǎn)數(shù)，開方得到最終結(jié)果，

具體表達(dá)式如下：

式中，i＝1,2,3…n代表n條風(fēng)力發(fā)電曲線，p(j)為該日j時(shí)刻整點(diǎn)數(shù)據(jù)，為該類別中j時(shí)刻所有數(shù)據(jù)的平均值；

s(i)為第i日整體與平均值曲線的偏差程度，選出s(i)值最小的一天作為該類別的典型代表日；

S6、獲得綜合理論線損：計(jì)算各類別典型代表日的理論線損值，各類別的權(quán)重因數(shù)＝各類別的天數(shù)/總天數(shù)，則綜合理論線損＝∑各類典型代表日線損×該類權(quán)重因數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)力發(fā)電特性曲線的理論線損評(píng)估方法，其特征在于:k₁和I₁的取值范圍為5～10。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)力發(fā)電特性曲線的理論線損評(píng)估方法，其特征在于:所述步驟S4還包括聚類有效性檢驗(yàn)，其包括單因素方差分析和均值分析，確定并剔除對(duì)分類影響小的變量。