[發(fā)明專利]一種基于風電序列場景集的生成方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112819216A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 徐斌;丁津津;駱晨;王小明;李金中;高博;毛荀;陳洪波
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發(fā)明提供一種基于風電序列場景集的生成方法，包括，1、構建預測箱并編號；2、生成風電靜態(tài)場景集；3、構建風電狀態(tài)轉移矩陣；4、結合風電狀態(tài)轉移矩陣，構建禁忌搜索算法的初始解、鄰域解和適應度函數(shù)；5、迭代生成風電序列場景集。本發(fā)明還提供一種基于風電序列場景集的生成系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點在于：禁忌搜索算法的初始解的構建過程結合了風電狀態(tài)轉移矩陣，有效濾除風電序列多時段轉移過程的不合理波動，通過提高初始解的時序性從而提高初始解質量，較少禁忌搜索算法的迭代次數(shù)，提高算法時效性；禁忌搜索算法的鄰域解的構建過程結合了風電狀態(tài)轉移矩陣，有效濾除風電序列多時段轉移過程的不合理波動，提高序列場景集的時序性。

技術領域

本發(fā)明涉及風電出力不確定性建模，具體的說是一種風電出力序列場景集的生成方法，用于描述未來若干小時內風電出力序列的多種可能，以此刻畫風電出力的不確定性。

背景技術

隨著傳統(tǒng)化石能源日益枯竭，以風電、光伏發(fā)電為代表性的新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的占據(jù)著越來越重的地位。風力發(fā)電由于受天氣因素和地理位置等因素的影響，出力具有隨機性、波動性和間歇性，而目前已有的風電預測出力技術只給出風電出力的一種情況，且在預測精度上存在瓶頸，對風電的不確定性考慮不足，這就給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來不穩(wěn)定因素。場景分析技術通過生成風電出力的序列場景集描述風電出力的多種可能性，用確定性場景刻畫風電出力的不確定性信息，將不確定性問題轉化為確定性問題進行分析，為電網的規(guī)劃調度提供數(shù)據(jù)支持。

現(xiàn)有的風電序列場景集生成方法可概括為三類：(1)歷史序列聚類法，將歷史風電序列樣本作為原始場景，直接采用聚類算法對原始樣本進行聚類消減，獲得少量代表性場景，該方法運算簡單，只需對歷史風電數(shù)據(jù)進行處理，能夠較為合理地表達歷史出力序列的變化規(guī)律，但該方法對風電序列發(fā)展趨勢預見性不足，在描述未來出力的不確定性特征方面效果欠佳；(2)逆變換法，通過構建多元標準正態(tài)分布序列并對其進行逆變換，生成滿足強自相關性的風電序列場景集，該法生成的場景集在描述風電的時序性方面效果較好，但可能會出現(xiàn)少量場景與實際出力序列差異性過大的情況，且各序列場景的變化趨勢大致相同，對風電出力隨機性的刻畫能力不足；(3)單時段/多時段法，首先在單時段分析階段生成靜態(tài)場景集；然后在多時段分析階段生成能刻畫風電隨機特性的序列場景集，該方法的優(yōu)勢在于對風電出力隨機特性的刻畫比較準確，但在相鄰時段風電場景的連接方面，難以兼顧序列場景集的時序性和準確性。可見，目前已有的風電序列場景集生成技術在場景集整體質量方面仍有待提高。

公開號為CN 111934319 A的專利申請，為本發(fā)明人團隊提出，該專利申請公開了一種基于風電典型場景集的生成方法及系統(tǒng)，該方法步驟包括，1、構建自適應預測箱并編號；2、對預測箱中預測誤差數(shù)據(jù)的概率分布進行擬合；3、生成風電靜態(tài)場景集；4、采用禁忌搜索算法生成風電動態(tài)場景集；5、對風電動態(tài)場景集進行權重賦值；6、對風電動態(tài)場景集進行聚類消減，得到風電典型場景集。本發(fā)明采用自適應預測箱，能描述風電出力的多種可能性，在一定程度上彌補現(xiàn)有風電出力預測精度不足問題，但是對于序列場景集的時序性和準確性以及整體質量方面仍有待提高。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于如何提高序列場景集的時序性和準確性，以及如何通過刻畫風電出力的不確定性在一定程度上彌補現(xiàn)有風電出力預測精度不足問題，從而為電網安全穩(wěn)定運行提供數(shù)據(jù)支持。

本發(fā)明通過以下技術手段實現(xiàn)解決上述技術問題的：一種基于風電序列場景集的生成方法，包括如下步驟：

步驟1，構建預測箱并編號：

步驟1.1，將歷史數(shù)據(jù)中同一時刻的預測出力數(shù)據(jù)及其對應的預測誤差數(shù)據(jù)組成各個數(shù)據(jù)對，將各個數(shù)據(jù)對按預測出力數(shù)據(jù)的幅值進行升序排列后，按幅值區(qū)間等分為H組，任意一組中的所有數(shù)據(jù)對構成一個初始預測箱，從而得到H個初始預測箱并依次編號；

步驟1.2，對各個初始預測箱內所有預測誤差數(shù)據(jù)的概率分布進行擬合，從而得到H個擬合結果；

步驟2，生成風電靜態(tài)場景集：