[發明專利]計及相關性的風電場、光伏電站群出力非機理建模方法

有效

• 申請號: 202010387629.1
• 申請日: 2020-05-09
• 公開（公告）號: CN111478375B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 程錦閩;汪惟源;謝珍建;祁萬春;張文嘉;胡曉燕;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
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;G06F30/20
• 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: 劉卉

本發明提供計及相關性的風電場、光伏電站群出力非機理建模方法，采用延時環節來表示相鄰風電場之間或者光伏電站相鄰季度之間的延時相關性，并采用蟻群優化算法求解該延時時間，最終基于延時時間預測相鄰風電場出力或者光伏電站相鄰季度出力，預測過程中，傳遞函數選取一階泰勒級數展開。本發明能夠針對相近風電場出力之間、光伏電站相鄰季度出力之間的延時相關性，由某一風電場的出力預測其他風電場的出力，或者由某一光伏電站某一季節的出力預測下一季節的出力，為新能源功率預測提供了一種新的思路。

技術領域

本發明涉及計及相關性的風電場、光伏電站群出力非機理建模方法，屬于新能源控制技術領域。

背景技術

近年來，我國風電和光伏并網裝機容量不斷攀升。但由于不同風電場之間、光伏電站之間，由于環境和氣候影響，相互之間存在相關性。就風電場而言，在時間上存在時延特性；就光伏電站而言，由于不同地區每日的光照強度時延不是很明顯，但是季度和季度之間也存在明顯的時延特性。隨著風、光并網規模的不斷增大，這些特性對于電網的影響變得不可忽視。合理分析并描述風、光出力的隨機性和相關性，對于準確分析風光大規模并網對電力系統的影響具有重大參考價值。

現有研究方法大都是對風電場或者光伏電站建立單獨的概率密度模型，或者建立出力時序模型，很少考慮到風電場出力之間的相關性、光伏電站出力之間的相關性。因此，現有研究中功率預測都基于風電場或光伏電站自身的歷史數據進行功率預測，只能預測電場出力自身的功率。

發明內容

本發明提供計及相關性的風電場、光伏電站群出力非機理建模方法，能夠針對相近風電場出力之間、光伏電站相鄰季度出力之間的延時相關性，由某一風電場的出力預測其他風電場的出力，或者由某一光伏電站某一季節的出力預測下一季節的出力，為新能源功率預測提供了一種新的思路。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

計及相關性的風電場、光伏電站群出力非機理建模方法，包括：

建立基于延時時間的相鄰風電場出力或者光伏電站相鄰季度出力傳遞函數模型；

基于傳遞函數模型設計誤差目標函數；

求解所述誤差目標函數，得到兩個相鄰風電場出力之間或者光伏電站相鄰季度出力之間的延時時間；

基于延時時間預測相鄰風電場出力或者光伏電站相鄰季度出力。

進一步的，所述建立基于延時時間的相鄰風電場出力或者光伏電站相鄰季度出力傳遞函數模型，包括：

Y(T,k,n)＝G(S)Y_m(k)；

其中，Y_m(k)為風電場采樣點k實測出力或者光伏電站某一季度采樣點k實測出力，G(S)為傳遞函數，Y(T,k,n)為根據傳遞函數模型計算所得的出力，n為傳遞函數階次，T為待辨識的參數，即延時時間。

進一步的，所述傳遞函數為：

將傳遞函數進行等效變換，并將e^TS按泰勒級數展開，得到：

其中，T為延時時間。

進一步的，所述基于傳遞函數模型設計誤差目標函數，包括：

其中，E為實測出力和傳遞函數模型計算出力的誤差平方和，N為出力采樣總點數，上標T表示轉置。

進一步的，所述求解所述誤差目標函數，得到兩個相鄰風電場出力之間或者光伏電站相鄰季度出力之間的延時時間，包括：

將蟻群在解空間內按照均勻分布作初始分布；