[發明專利]一種菱形切角凸包不確定性集合構建方法及裝置

在審

• 申請號: 202110991763.7
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113779135A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 文勁宇;周博;艾小猛;方家琨;姚偉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F16/26
• 分類號: G06F16/26;G06F16/2457
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尹麗媛;李智

1.一種菱形切角凸包不確定性集合構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，獲取可再生能源出力歷史數據；

S2，建立包含所有歷史數據的橢球凸包不確定性集合，并將歷史數據和橢球凸包轉換到正則空間中；

S3，將橢球內接菱形放大到恰好包含所有歷史數據，得到菱形凸包不確定性集合；

S4，將所有歷史數據投影到所述菱形凸包各軸向上，針對每一軸向，分別過正軸向和負軸向上最大投影對應的數據點作垂直于所述每一軸向的切面，以得到各所述切面與菱形凸包的交集的端點坐標；

S5，將所述端點坐標還原到原始空間中，得到菱形切角凸包頂點坐標，并基于所述頂點坐標構建菱形切角凸包不確定性集合。

2.根據權利要求1所述的菱形切角凸包不確定性集合構建方法，其特征在于，所述S4中，得到各所述切面與菱形凸包的交集的端點坐標，具體為：根據各所述切面所能切去菱形凸包體積的大小，按從大到小的順序對菱形凸包進行切割，依次得到各所述切面與菱形凸包的交集的端點坐標。

3.根據權利要求1或2所述的菱形切角凸包不確定性集合構建方法，其特征在于，所述S2中，轉換到正則空間的橢球凸包不確定性集合表示為：

v^TQ_vv≤1

式中，v為正則化空間中的坐標，Q_v＝diag([λ₁,…,λ_i,…,λ_n])，n為歷史數據維數，λ_i為矩陣Q_u的第i個特征值，Q_u為原始空間中橢球凸包的系數；

其中，Q_u根據以下優化問題得到：

式中，u^hk為可再生能源出力歷史數據，上標k為場景編號；c為原始空間中橢圓中心坐標；

由原始空間到正則空間的空間變換為：

式中，變換矩陣J根據公式Q_u＝J^TQ_vJ得到；

轉換到正則空間的歷史數據v^hk＝J(u^hk-c)。

4.根據權利要求3所述的菱形切角凸包不確定性集合構建方法，其特征在于，所述S3中，所述橢球內接菱形表示為：

式中，v_i為v的第i維坐標，r_i為橢球凸包在維度i方向上的半軸長，

所述菱形凸包不確定性集合表示為：

式中，R_i為菱形凸包在維度i方向上的半軸長，R_i＝αr_i，α為放縮系數，且為正則化空間中第k場景的可再生能源出力歷史數據的第i維坐標。

5.根據權利要求4所述的菱形切角凸包不確定性集合構建方法，其特征在于，所述S4中，所述切面數學表達式為：

v_j＝v_j,cut

式中，v_j,cut為歷史數據v^hk在菱形凸包第j維軸向上投影最大值，正向為負向為

6.根據權利要求5所述的菱形切角凸包不確定性集合構建方法，其特征在于，所述S4中，各所述切面與菱形凸包的交集的數學表達式為：

所述交集的端點v^ek坐標為：

式中，中間量c_j＝1-|v_j,cut|/R_j。

7.根據權利要求6所述的菱形切角凸包不確定性集合構建方法，其特征在于，所述S5中，所述菱形切角凸包頂點坐標為u^ek＝J^-1v^ek+c；

所述菱形切角凸包不確定性集合為：

式中，N為菱形切角凸包頂點總數，ω_k為輔助變量。

8.一種菱形切角凸包不確定性集合構建裝置，其特征在于，包括：

歷史數據獲取模塊，用于獲取可再生能源出力歷史數據；

橢球凸包建立模塊，用于建立包含所有歷史數據的橢球凸包不確定性集合，并將歷史數據和橢球凸包轉換到正則空間中；

菱形凸包建立模塊，用于將橢球內接菱形放大到恰好包含所有歷史數據，得到菱形凸包不確定性集合；

菱形切角凸包建立模塊，用于將所有歷史數據投影到所述菱形凸包各軸向上，針對每一軸向，分別過正軸向和負軸向上最大投影對應的數據點作垂直于所述每一軸向的切面，以得到各所述切面與菱形凸包的交集的端點坐標；以及將所述端點坐標還原到原始空間中，得到菱形切角凸包頂點坐標，并基于所述頂點坐標構建菱形切角凸包不確定性集合。