[發明專利]多風電場功率建模、PDF構建、預測場景生成方法和系統

有效

• 申請號: 202110358831.6
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113094891B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 涂青宇;苗世洪;陳霞;姚福星;殷浩然;張迪;楊煒晨;韓佶;尹斌鑫
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

1.一種多風電場功率相依性結構建模方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1.根據風電場功率邊緣概率分布函數，分別計算各風電場功率的累計概率，得到各個風電場功率的累積概率序列；

S2.將各個風電場功率的累積概率序列共同輸入至時變R藤Copula模型，得到多風電場功率的時變R藤Copula模型；

所述時變R藤Copula模型通過以下方式構建：

(1)建立基于混合時變二元Copula模型的pair Copula模型，所述pair Copula模型用于表征每兩個風電場功率相依性結構信息，所述pair Copula模型表達式如下：

其中，u,v表示pair Copula模型的輸入數據；C_Mix表示混合時變二元Copula模型；C_i表示選擇用于組成C_Mix的二元Copula模型；ω_i表示C_i的權重系數；和分別表示C_Mix和C_i模型的參數集合，n表示參與構建混合時變二元Copula模型的二元Copula模型的數量；

(2)基于R藤Copula模型結構生成方法，將所有混合時變二元Copula模型擴展為多風電場功率相依性結構模型；

步驟(2)中，R藤結構生成方法如下：

步驟1：將各個風電場功率的累積概率序列作為R藤中第一層“樹”結構的輸入數據，用混合時變二元Copula模型擬合任意兩列輸入數據的pair Copula；

步驟2：用AIC指標評價步驟1中各個pair Copula的準確性；

步驟3：在保證無環狀結構的基礎上，以該層“樹”結構中所有pair Copula模型的AIC指標值之和最小為目標，確定第一層“樹”結構，初始化k＝1；

步驟4：當已經生成了第k層“樹”結構的情況下，第k+1層“樹”結構的輸入數據計算如下：

其中，F_β(e)|γ(e)和F_α(e)|γ(e)分別表示第k層“樹”結構的兩列輸入數據；C_{α(e),β(e)|γ(e)}表示第k層“樹”結構中基于F_β(e)|γ(e)和F_α(e)|γ(e)擬合出的pair Copula函數；F_{α(e)|{γ(e),β(e)}}和F_{β(a)|{γ(e),α(e)}}分別表示第k+1層“樹”結構可能的輸入數據；表示求偏導；

步驟5：當已經生成了第k層“樹”結構拓撲的情況下，列舉出第k+1層“樹”結構所有可能的拓撲，有效的拓撲將滿足如下約束：

其中，e_a,e_b表示兩條“邊”，即pair Copula函數；表示第k+1層“樹”結構中所有“邊”的集合；#表示集合的勢運算；

步驟6：對于步驟5中第k+1層“樹”結構所有可能的拓撲，用混合時變二元Copula模型擬合pair Copula函數；

步驟7：以第k+1層“樹”結構中所有pair Copula模型的AIC指標值之和最小為目標，確定第k+1層“樹”結構的拓撲，k＝k+1；

步驟8：重復步驟4至步驟7，直至生成所有“樹”結構的拓撲，這些“樹”結構共同構成了時變R藤Copula模型的R藤結構。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述二元Copula模型是t Copula模型、Clayton Copula模型或者Gumbel Copula模型。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，混合時變二元Copula模型的參數使用極大似然估計方法進行估計，表達式如下：

其中，表示混合時變二元Copula模型C_Mix的參數估計結果；argmax表示求取最大時各參數值的函數。