[發(fā)明專利]一種計及風(fēng)資源利用率預(yù)測評估的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910686098.3
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110414734B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚芳;董超群;劉明宇;王曉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

本發(fā)明一種計及風(fēng)資源利用率預(yù)測評估的方法，涉及風(fēng)力發(fā)動機的監(jiān)控領(lǐng)域，該方法步驟是：構(gòu)建風(fēng)電機組功率五參數(shù)模型；灰狼優(yōu)化算法進(jìn)行功率模型參數(shù)識別；等間隔劃分風(fēng)速段，采用非參數(shù)核密度估計法建立各風(fēng)速段的風(fēng)資源利用率預(yù)測誤差概率分布；進(jìn)行計及風(fēng)資源利用率區(qū)間估計，求得風(fēng)電機組在給定置信度下的風(fēng)資源利用率的置信區(qū)間；預(yù)測評估風(fēng)資源利用率的波動程度，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的沒有進(jìn)行風(fēng)資源利用率波動程度的預(yù)測評估的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及風(fēng)力發(fā)動機的監(jiān)控領(lǐng)域，具體地說是一種計及風(fēng)資源利用率預(yù)測評估的方法。

背景技術(shù)

風(fēng)資源利用率反映風(fēng)電機組性能，風(fēng)資源利用率預(yù)測評估是風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測和風(fēng)電功率預(yù)測的有效手段之一。風(fēng)能的間歇性、隨機性和波動性使得風(fēng)電機組發(fā)電性能偏離設(shè)計指標(biāo)、風(fēng)資源利用率穩(wěn)定性差，這給電網(wǎng)的安全運行和經(jīng)濟調(diào)度帶來極大挑戰(zhàn)。

目前，研究風(fēng)資源利用率預(yù)測評估的文獻(xiàn)較少，一般的風(fēng)資源評估方法很少對風(fēng)資源利用率進(jìn)行評估，并且僅局限于確定性的評估。CN105005581A公開了一種風(fēng)電場風(fēng)資源數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，該技術(shù)僅進(jìn)行風(fēng)速風(fēng)向等數(shù)據(jù)的監(jiān)測，未對風(fēng)資源的利用率及風(fēng)電機組健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測評估；CN104331621B公開了一種風(fēng)資源計算方法，該方法并未充分考慮測風(fēng)地以及風(fēng)電機組的運行狀態(tài)，只是根據(jù)單一指標(biāo)進(jìn)行簡單的風(fēng)資源等級劃分；CN103696913B公開了一種實時監(jiān)測風(fēng)電機組運行時的風(fēng)能利用偏差的方法，利用偏差的方法實時監(jiān)測風(fēng)能利用偏差，但未對風(fēng)能利用率的波動程度進(jìn)行評估?？傊?，現(xiàn)有的技術(shù)方案沒有進(jìn)行風(fēng)資源利用率波動程度的預(yù)測評估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種計及風(fēng)資源利用率預(yù)測評估的方法，該方法將數(shù)據(jù)樣本等間隔劃分風(fēng)速段，采用非參數(shù)核密度估計法，分別求得各風(fēng)速段的預(yù)測誤差ξ的概率分布F(ξ)，再根據(jù)預(yù)測誤差概率分布F(ξ)求得給定置信度下的風(fēng)資源利用率C_pa的置信區(qū)間，進(jìn)而預(yù)測評估風(fēng)資源利用率的波動程度，克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的沒有進(jìn)行風(fēng)資源利用率波動程度的預(yù)測評估的缺陷。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種計及風(fēng)資源利用率預(yù)測評估的方法，將數(shù)據(jù)樣本等間隔劃分風(fēng)速段，采用非參數(shù)核密度估計法，分別確定各風(fēng)速段的預(yù)測誤差ξ的概率分布F(ξ)，再根據(jù)預(yù)測誤差概率分布F(ξ)求得給定置信度下的風(fēng)資源利用率C_pa的置信區(qū)間，進(jìn)而預(yù)測評估風(fēng)資源利用率的波動程度，具體步驟如下：

第一步，辨識風(fēng)電機組功率五參數(shù)模型中的最優(yōu)解五個參數(shù)：

根據(jù)實際風(fēng)速v，引入灰狼優(yōu)化算法辨識風(fēng)電機組功率五參數(shù)模型的參數(shù)，具體操作過程如下：

(1.1)步，風(fēng)電機組功率五參數(shù)模型：

設(shè)計風(fēng)電機組功率五參數(shù)模型如下公式(1)所示，

公式(1)中，為通過五參數(shù)模型計算出的功率預(yù)測值，v為由觀測得到的實際風(fēng)速，X＝[a,b,c,d,g]為風(fēng)電機組功率五參數(shù)模型的特定參數(shù)向量，a為預(yù)期的最大響應(yīng)，b為斜率因子，c為過渡位置參數(shù)，d為最小響應(yīng)，g為不對稱參數(shù)；

(1.2)步，在給定范圍內(nèi)產(chǎn)生灰狼優(yōu)化算法的隨機灰狼種群：

初始化狼群Y，狼群中的灰狼數(shù)量為M，設(shè)置灰狼優(yōu)化算法中的最大迭代次數(shù)為N，設(shè)定上述(1.1)步中的風(fēng)電機組功率五參數(shù)的上下界，在給定上下界范圍內(nèi)，即在種群中灰狼數(shù)量為M的訓(xùn)練集以及參數(shù)的上下界范圍內(nèi)產(chǎn)生隨機灰狼種群，該隨機灰狼種群的特定參數(shù)向量的矩陣Y表示如公式(2)所示，

Y＝[X₁,X₂,…,X_i,…,X_M]^T (2)，