[發明專利]基于Pair-copula理論的多點光伏出力概率預測方法和系統

有效

• 申請號: 201811456606.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109659972B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 鄭偉民;王蕾;張曼穎;朱玥;顧潔;孟璐
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院;上海交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種基于Pair?copula理論的多點光伏出力概率預測方法，對目標光伏電站群進行聚類分析，確定最佳類數并進行分類；統計各類電站的光伏出力值和光伏電站群總出力值，得到各自的概率密度函數和累積分布函數；對各類電站出力及總出力進行二維Copula函數的參數識別，得到一系列偏相關系數；根據公式求解Pair?copula函數的相關系數；利用已經確定的Pair?copula模型和各電站光伏出力的預測值，得到多點分布式光伏聯合出力的條件概率分布。引入聚類分析理論對光伏電站進行分類，基于Pair?copula理論建立聯合出力的條件概率預測模型，解決多點分布式光伏聯合出力的預測問題。

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，具體地，涉及一種基于Pair-copula理論的多點光伏出力概率預測方法和系統。

背景技術

隨著對光伏發電的鼓勵性政策的出臺、光伏電池組件效率提升、工藝進步和原材料成本下降等，光伏發電單元的建設成本在逐漸下降，我國光伏發電產業得到了迅猛發展。自2009年起，我國積極推廣光伏發電的市場化發展，使得我國成為世界上光伏發電發展最快的國家。其中，分布式光伏由于建設規模靈活、安裝簡單、靠近用戶等特點，是光伏發電的重要形式。以前，由于投資成本大、產業模式不成熟等原因，分布式光伏發展緩慢。2017年，隨著一系列分布式光伏接入電網的規則要求等方面的支持政策的出臺、地方政府對分布式光伏的補貼和光伏發電成本的下降，分布式光伏呈爆發式增長，新增裝機量占比也在大大提升。分布式光伏系統環保、經濟，對太陽能的應用起到積極的推動作用，必將會在未來一段時間內繼續保持高速發展。對于電網，光伏發電的波動性和不確定性在并網過程中會對電網造成很大的沖擊，不利于電力系統調度與運行。因此，需要對光伏出力進行預測，將“不確定”變為“可預知”，更好地進行電力系統的規劃，推動光伏產業進一步發展。

國內外對光伏出力點預測的研究主要圍繞物理法和統計法展開。物理法是對天氣預報和光伏發電系統進行物理建模；統計法包括時間序列法，馬爾科夫鏈法，支持向量機法和神經網絡法。目前，國內外的研究主要集中在對單點光伏出力的預測，通過統計法或者物理法預測單點光伏發電功率，取得一定成果。但是，國內對光伏電站群出力的預測的研究成果和工程應用較少。隨著國內光伏產業的迅猛發展，將會出現大量光伏電站建成并投入使用，為確保大規模光伏電站安全可靠并網，進行光伏電站群出力預測的研究至關重要。綜上分析，國內外對于光伏出力預測的研究主要通過算法優化對模型進行改進，忽略了篩選原始數據的重要性，在提高預測精度方面存在瓶頸；相關研究主要集中在單點光伏出力預測方面，缺乏對多點光伏聯合出力預測的研究。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于Pair-copula理論的多點光伏出力概率預測方法和系統。

根據本發明提供的一種基于Pair-copula理論的多點光伏出力概率預測方法，包括：

聚類步驟：對光伏電站群進行聚類，確定最佳聚類數；

統計步驟：基于最佳聚類數，對光伏電站群進行分類，得到多個聚類電站，統計各聚類電站的光伏出力值和聯合出力，得到單點光伏出力的概率預測結果；

參數識別步驟：對單點光伏出力概率預測結果進行二維Copula函數的參數識別，得到偏相關系數；

求解步驟：根據偏相關系數，求解Pair-copula函數的相關性參數；

預測步驟：利用Pair-copula函數和單點光伏出力的概率預測結果，得到多點光伏出力的概率預測結果。

優選地，所述聚類步驟包括：

特征歸一步驟：選取n個光伏電站的特征指標，將不同量綱和數量級的特征指標的指標數據進行標準化處理，采用以下公式：