[發(fā)明專利]考慮時(shí)空互補(bǔ)性的水風(fēng)光功率聯(lián)合預(yù)報(bào)方法、裝置及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211740856.3
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116050604A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷鴻萱;劉攀;遲福東;龔蘭強(qiáng);曹學(xué)興;吳迪;龐博慧;馬黎;李旭;吳強(qiáng);韓東陽;鄭雅蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F17/18;G06N3/08;G06N3/049;G06N3/045;G06N3/0442;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 龔雅靜

1.考慮時(shí)空互補(bǔ)性的水風(fēng)光功率聯(lián)合預(yù)報(bào)方法，其特征在于，包括：

步驟1、收集整理水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括大尺度水文氣象因子、水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)的總功率時(shí)序數(shù)據(jù)、水電功率時(shí)序數(shù)據(jù)、風(fēng)電功率時(shí)序數(shù)據(jù)和光電功率時(shí)序數(shù)據(jù)；

步驟2、以水電功率、風(fēng)電功率、光電功率或總功率為目標(biāo)功率預(yù)報(bào)對象，量化水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)中水電功率、風(fēng)電功率和光電功率的互補(bǔ)性；

步驟3、考慮大尺度水文氣象因子對水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)對應(yīng)流域水風(fēng)光狀況的聯(lián)合影響，篩選對應(yīng)流域的大尺度水文氣象因子；

步驟4、考慮水電功率、風(fēng)電功率、光電功率或總功率在時(shí)間上的自相關(guān)性；

步驟5、構(gòu)建功率預(yù)報(bào)模型的映射關(guān)系，映射關(guān)系考慮水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)中水電功率、風(fēng)電功率和光電功率的互補(bǔ)性，大尺度水文氣象因子對水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)對應(yīng)流域水風(fēng)光狀況的聯(lián)合影響，水電功率、風(fēng)電功率、光電功率或總功率在時(shí)間上的自相關(guān)性，獲取與水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)功率相關(guān)的時(shí)空互補(bǔ)因子；

步驟6、基于深度學(xué)習(xí)模型構(gòu)建功率的點(diǎn)預(yù)報(bào)模型和區(qū)間預(yù)報(bào)模型；

步驟7、基于點(diǎn)預(yù)報(bào)模型和區(qū)間預(yù)報(bào)模型，根據(jù)時(shí)空互補(bǔ)因子，進(jìn)行水電功率、風(fēng)電功率或光電功率的獨(dú)立預(yù)報(bào)，以總功率為標(biāo)簽直接進(jìn)行總功率中長期的預(yù)報(bào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮時(shí)空互補(bǔ)性的水風(fēng)光功率聯(lián)合預(yù)報(bào)方法，其特征在于：

在步驟2中，基于Copula函數(shù)量化水電功率、風(fēng)電功率和光電功率的互補(bǔ)性。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮時(shí)空互補(bǔ)性的水風(fēng)光功率聯(lián)合預(yù)報(bào)方法，其特征在于：

所述步驟2具體包括：

步驟201、基于核密度估計(jì)確定水電功率、風(fēng)電功率和光電功率的邊緣分布，核密度估計(jì)式如下：

式中，x_i為X同分布的樣本點(diǎn)；K(t)為核函數(shù)；h為窗寬；N為樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)；核函數(shù)K(t)需要在實(shí)數(shù)域內(nèi)滿足：

步驟202、基于Copula函數(shù)進(jìn)行兩兩變量聯(lián)合分布的求解，計(jì)算公式如下：

式中，為n維聯(lián)合分布函數(shù)；為水電功率、風(fēng)電功率和光電功率的邊緣分布函數(shù)；C為連接變量的Copula函數(shù)；

選用歐式距離d²進(jìn)行擬合程度的評價(jià)：

式中，C_n(u,v)為經(jīng)驗(yàn)Copula函數(shù)，I為示性函數(shù)，當(dāng)F_n(x_ic)≤u時(shí)，I取1，否則取0；

基于建立的聯(lián)合分布函數(shù)可以建立當(dāng)已知變量Y＝y(tǒng)時(shí)X≤x的條件分布，變量X、Y為水電功率、風(fēng)電功率和光電功率的任意兩者，二元條件概率分布函數(shù)如下式所示：

式中，f(x,y)是變量X和Y的聯(lián)合概率密度函數(shù)；f(x)、f(y)分別是變量X、Y的概率密度函數(shù)；u、v是變量X和Y的累積分布函數(shù)；C(u,v)是Copula函數(shù)的概率密度函數(shù)；

步驟203、基于二元條件概率分布函數(shù)，建立條件期望分布函數(shù)如下式所示：

基于式(7)可以求出當(dāng)給定變量Y＝y(tǒng)時(shí)，變量X的平均值，求得當(dāng)已知水電功率、風(fēng)電功率或光電功率的分布值時(shí)，對應(yīng)的另一相關(guān)變量的條件期望值，從而基于此量化水風(fēng)光多能互補(bǔ)系統(tǒng)中兩兩之間的互補(bǔ)性，基于此確定與水電功率、風(fēng)電功率或光電功率互補(bǔ)的電站功率