[發明專利]考慮時空相關性的兩風電場出力場景生成方法及其系統

在審

• 申請號: 202210356704.7
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114782213A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王玉榮;楊若琳;湯奕
• 申請（專利權）人: 東南大學溧陽研究院
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F17/13;G06F16/9537;G06F16/2458
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 姚蘭蘭

1.一種考慮時空相關性的兩風電場出力場景生成方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，獲取歷史數據，包括兩風電場全年有功出力時間序列，采用變結構copula模型對兩風電場出力空間相關性建模，得到兩風電場空間相關性有功出力序列；

步驟2，基于中心風電場全年有功出力時間序列，采用剝離季節成分的改進隨機微分方程對中心風電場有功出力時間相關性建模，得到中心風電場時間相關性有功出力序列及中心風電場有功出力波動序列；

步驟3，基于所述中心風電場有功出力波動序列，對兩風電場空間相關性有功出力序列進行序列重構，計算重構序列子序列與實際出力各個子序列之間均方根誤差，最小值對應的日期則為該重構序列子序列的真實順序，對重構序列子序列重新排序，得到具有時間連續性的兩風電場在時間、空間2個維度上的相關性有功出力序列。

2.根據權利要求1所述的一種考慮時空相關性的兩風電場出力場景生成方法，其特征在于：步驟1的具體操作步驟如下：

步驟1.1，獲取間隔30分鐘采樣的兩地理位置中心距離≤80km的風電場全年有功出力時間序列，分別計算兩風電場有功出力序列的組合相關性系數ρ_c1，ρ_c2：

ρ_c1＝ω₁ρ_p+ω₂ρ_s

其中，ρ_c2與ρ_c1計算公式相同，ρ_p為Pearson相關系數，ρ_s為Spearman相關系數，ω₁、ω₂分別為ρ_p、ρ_s的權重系數；

步驟1.2，基于兩風電場有功出力序列的組合相關性系數，進行變結構點診斷，得到兩風電場有功出力序列的相關性變結構點位置；

步驟1.3，基于所述相關性變結構點位置，將所述兩風電場有功出力序列進行分段，對各段建立copula相關性模型，得到兩風電場有功出力的變結構copula模型；

步驟1.4，基于所述變結構copula模型，通過蒙特卡洛抽樣得到兩風電場概率分布值組成的數據集；

步驟1.5，基于所述兩風電場概率分布值組成的數據集，通過對兩風電場有功出力序列的邊緣概率分布函數求逆，得到兩風電場空間相關性有功出力序列[S_W1,S_W2],取S_W1為中心風電場空間相關性有功出力序列。

3.根據權利要求2所述的一種考慮時空相關性的兩風電場出力場景生成方法，其特征在于：步驟2的具體操作步驟為：

步驟2.1，基于過去三年的中心風電場有功出力時間序列，建立時間序列模型，并計算季節指數，將中心風電場全年有功出力時間序列除以相應的季節指數，剝離季節成分；其中時間序列模型表達式為：

Y＝T*S*C*I

其中，T為長期趨勢，S為季節指數，C為循環變動，I為不規則變動；

步驟2.2，構建包含長期波動變化趨勢的隨機微分方程，公式如下：

dx＝[Tr+θ_x(μ_x-x)]dt+σ_x·xdW_x

dTr＝θ_Tr·Trdt+σ_Tr·TrdW_Tr

其中，x、dx分別為剝離季節成分的中心風電場有功出力序列及其波動值，θ_x為序列對干擾反應的衰減率，μ_x為序列均值，σ_x為序列方差，W_x為標準Wiener過程；Tr、dTr為剝離季節成分的中心風電場出力長期波動變化序列及其波動值，θ_Tr為隨機趨勢序列對干擾反應的衰減率，σ_Tr為隨機趨勢序列方差，W_Tr為標準Wiener過程，dt為微分時間間隔；

步驟2.3，基于所述包含長期波動變化趨勢的隨機微分方程，利用極大似然估計法對模型中的參數進行估計，乘以相應的季節指數得到中心風電場時間相關性有功出力序列x_sim及中心風電場有功出力波動序列Δx。