[發明專利]一種檢定風電場出力相關性的方法

在審

• 申請號: 201910943047.4
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110705099A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 徐玉琴;孫坤宇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F113/06
• 代理公司: 13108 石家莊冀科專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李羨民;高錫明

一種檢定風電場出力相關性的方法，包括以下步驟：a.以風電場歷史出力為樣本數據，采用非參數核密度估計法分別求出兩風電場出力的概率密度函數；b.計算兩個風電場的累計分布函數值；d.采用多維核密度估計求出兩個風電場的聯合概率密度函數和聯合分布函數H(u₁,u₂)；e.計算不同風電場之間出力序列的Spearman秩相關系數和Kendall秩相關系數；f.將秩相關系數與設定閾值比較，得出多風電場出力是否具有相關性以及相關性大小的結論。本發明能有效反映風電場出力的相關性特征，表明了多風電場出力的同步性概率，呈現了多風電場出力場景，對確保風電并網電力系統的穩定和經濟運行具有重要意義。

技術領域

本發明涉及風電場出力相關性的檢定方法，屬發電技術領域。

背景技術

當前，風電能量得到大規模的開發和利用，風電裝機容量增長十分迅速。截止到2017年底，我國風電裝機容量已達到188.3GW。由于風電的隨機性和波動性，大規模風電并網勢必會對電力系統的安全穩定運行造成一定的影響。隨著風電場規模的不斷擴大，同一地區往往匯聚有多個風電場，這些風電場的風電出力具有一定的相關性，尤其是距離較近的風電場一般處于同一風速帶上，這樣，各個風電場出力不僅具有時間上的隨機性，在空間上也具有很強的相關性。我國風電資源的分布極不均勻，往往采用集中開發、基地建設的模式，風電場的相關性及其影響較為嚴重。檢測確定多風電場出力的相關結構及其變化規律對大規模風電并入電網后的安全穩定、經濟運行具有重要意義。

相關性風速下的風電場出力具有一定同步性,樣本粒子空間分布更為密集,使風電功率的波動性得到疊加,威脅電網的安全運行,且隨著風速相關性增強,電網失去穩定的概率增大。因此，對一定范圍內的多風電場進行出力相關性檢定非常必要。

大型風電場風電出力相關性的準確檢定十分困難，涉及因素很多；只有準確地描述了多風電場的風電出力相關性，才能客觀地分析或預測風電場出力。本發明涉及一種確定風電場出力相關性的核Copula函數，利用該函數計算表征相關性的秩相關系數，檢定風電場出力相關性的方法，從而有效反映相關性風速下的風電場出力特征，提高風電場并網運行的穩定性和經濟性，屬于發電技術領域。

目前，對風電場出力相關性分析、測定中，廣泛采用的是在Copula函數族中選取一個或多個Copula函數描述風電場出力的相關結構，選取的準則是基于備選Copula與經驗Copula函數之間最小的歐式距離法，并以歐式距離最小所對應的Copula函數來描述風電場出力的相關特性。事實上，經驗Copula函數是不連續的，基于經驗法確定的Copula函數可能不唯一，并且經驗Copula函數分布只是真實分布的一個近似，無論樣本容量多大，二者之間總會存在一定的差距。此外，經驗Copula函數不存在解析的表達式，當數據信息量很大時，采用該方法進行合理Copula函數選擇將耗時很長，甚至陷入困境。迄今為止，如何建立準確的風電場出力相關性模型進行相關性測定仍是一大難點。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種檢定風電場出力相關性的方法，明確多風電場出力一致性的幾率，以提高分析或預測風電場出力的精度，進而提高風電場并網運行的穩定性。

本發明所述問題是以下述技術方案來實現的。

一種檢定風電場出力相關性的方法，包括以下步驟：

a.以風電場歷史出力為樣本數據，采用非參數核密度估計法分別求出兩風電場出力的概率密度函數：

設兩個風電場出力樣本序列為ω_1r,ω_2r,L,ω_nr(r＝1,2)，其中r為風電場序號，n為樣本容量，采用Gauss核函數建立如下的優化模型：

由此計算出兩個風電場出力樣本序列的窗寬h₁,h₂；