[發明專利]一種風光聯合出力概率建模方法

有效

• 申請號: 201910168598.8
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109753763B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 汪惟源;竇飛;王荃荃;程錦閩;孫文濤;賁樹俊;吳峰;史林軍;江澤南;錢君霞
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司;國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院;河海大學;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司南通供電分公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F111/08
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李明

本發明涉及新能源建模與控制領域，尤其涉及一種風光聯合出力概率建模方法，采用二維混合高斯數學模型描述，具體為二維三階混合高斯數學模型，通過上述模型實現了對風光出力進行聯合建模，充分考慮到風電和光伏出力之間的相關性和互補性，可避免風電和光伏出力單獨建模所帶來的累積誤差，為電網規劃提供更多可靠參考信息。本發明中，在建模過程中采用最大期望算法進行模型的參數優化，最終可由混合高斯模型生成風電和光伏出力數據。

技術領域

本發明涉及新能源建模與控制領域，具體涉及一種風光聯合出力概率建模方法。

背景技術

近些年我國正大力發展風電和光伏等新能源發電，但由于風電和光伏等新能源都具有很強的隨機性和波動性，并且風電和光伏之間還存在相關性，上述復雜的情況對電網的支路潮流、節點電壓、繼電保護等方面產生了新的不確定影響，增加了電網調度和控制的難度，這些問題制約了風電和光伏的大規模發展。因此，如何準確建立風電和光伏的等效外特性模型，對于分析風電和光伏的接入對配電網的影響顯得尤為重要。

現有研究方法大多是對風電和光伏單獨建立概率模型，這種方法不能充分考慮在同一電網中，由于風電場和光伏電站地理位置接近所造成的風光出力互補性和相關性對電網的影響。

鑒于上述問題的存在，本發明人基于從事此類產品工程應用多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種風光聯合出力概率建模方法，使其更具有實用性。

發明內容

本發明提出了一種風光聯合出力概率建模方法，從而避免風電和光伏出力單獨建模所帶來的累積誤差，并且可充分考慮風電和光伏出力的相關性。

本發明的技術方案為：

一種風光聯合出力概率模型，采用二維混合高斯數學模型描述。

進一步地，所述二維混合高斯數學模型具體為，二維三階混合高斯數學模型。

進一步地，所述二維混合高斯數學模型的數學表達式如下：

其中，ω_m是混合權重，且M表示模型階數；是輸入矩陣，x是風電出力數據，y是光伏出力數據；是均值矩陣；C是協方差矩陣。

一種風光聯合出力概率建模方法，至少包括以下步驟：

建立用于描述風光聯合出力的概率密度模型；

初始化模型參數；

優化模型參數。

進一步地，所述概率密度模型為二維三階混合高斯數學模型。

進一步地，所述二維混合高斯數學模型的數學表達式如下：

其中，ω_m是混合權重，且M表示模型階數，M＝3；是輸入矩陣，x是風電出力數據，y是光伏出力數據；是均值矩陣；C是協方差矩陣。

進一步地，優化模型參數，采用最大期望算法。

進一步地，所述最大期望算法包括以下步驟：

對于第i個樣本x_i來說，它由第k個高斯模型生成的概率為：

式中，μ為高斯模型的均值，σ為高斯模型的方差；

得到每個點的后，考慮對于樣本x_i而言，由第k個高斯模型產生，在估計第k個高斯模型參數時，以為模型參數，采用最大似然估計法估計：