專利名稱：基于風(fēng)功率縱向時(shí)刻概率分布的風(fēng)功率預(yù)測(cè)值預(yù)評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)功率預(yù)測(cè)值預(yù)評(píng)估方法，具體涉及一種基于風(fēng)功率縱向時(shí)刻概率分布的風(fēng)功率預(yù)測(cè)值預(yù)評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)電具有間歇性和不確定性的特點(diǎn)，這給風(fēng)電的大規(guī)模入網(wǎng)后系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。風(fēng)功率的預(yù)測(cè)技術(shù)使得調(diào)度部門可以提前應(yīng)對(duì)下一時(shí)刻的風(fēng)功率波動(dòng)，但現(xiàn)有的風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法誤差較大(風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范[S].北京:國家電網(wǎng)公司，2010.徐曼，喬穎，魯宗相.短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差綜合評(píng)價(jià)方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011,35 (12):20-26.)，且對(duì)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值的評(píng)估均是在事后進(jìn)行的，即真實(shí)值出現(xiàn)之后，因此有必要對(duì)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值進(jìn)行預(yù)評(píng)估或預(yù)預(yù)測(cè)?，F(xiàn)有的預(yù)評(píng)估或預(yù)預(yù)測(cè)方法多集中在對(duì)預(yù)測(cè)誤差的概率分布的研究基礎(chǔ)上。論文《大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度中風(fēng)電場(chǎng)出力的短期預(yù)測(cè)模型》(袁鐵江，晁勤，李義巖，等.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，30 (13):23-27.)涉及預(yù)預(yù)測(cè)概念，即提前預(yù)測(cè)，考慮歷史預(yù)測(cè)誤差與未來預(yù)測(cè)誤差的關(guān)系，對(duì)未來預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)誤差預(yù)測(cè)值修正預(yù)預(yù)測(cè)值；論文《風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性分析》(蘇贊，王維慶，王建波，等.電氣技術(shù)，2012,3:1-5.)對(duì)預(yù)測(cè)誤差的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析；論文《風(fēng)電場(chǎng)出力預(yù)報(bào)預(yù)評(píng)估研究》(袁鐵江，袁建黨，晁勤，等.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，40 (15):18-23.)從系統(tǒng)能接受的風(fēng)電場(chǎng)出力預(yù)測(cè)誤差極限的角度給出預(yù)報(bào)預(yù)評(píng)估；文獻(xiàn)《風(fēng)速與風(fēng)功率預(yù)測(cè)誤差概率分布的時(shí)變特性分析》(王松巖，李碧君，于繼來，等.電網(wǎng)技術(shù)，2012,36:1-8.)分析了預(yù)測(cè)誤差的概率分布特性，并得出預(yù)測(cè)時(shí)長小于60min時(shí)風(fēng)速和風(fēng)功率預(yù)測(cè)誤差概率隨預(yù)測(cè)時(shí)長呈線性或二次函數(shù)衰減的結(jié)論；論文 “Statistical analysis of wind power forecast error，，(Hans B,JoseA D N.1EEE Transactions on Power Systems, 200823 (3):983-991.)給出了預(yù)測(cè)誤差概率分布分段函數(shù)，說明預(yù)測(cè)誤差概率分布具有胖尾性質(zhì)；論文《基于隨機(jī)預(yù)測(cè)誤差的分布式光伏配網(wǎng)系統(tǒng)容量配置方法》(林少伯，韓民曉，趙國鵬，等.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，33(4)，2013:25-34.)通過分析光伏出力短期預(yù)測(cè)誤差和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差的概率規(guī)律及隨機(jī)過程進(jìn)行儲(chǔ)能配置；論文《一種改進(jìn)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差分布模型》(劉斌，周京陽，周海明，等.華東電力，2012，40 (2),286-291.)基于風(fēng)功率預(yù)測(cè)誤差的正態(tài)分布模型，提出了一種新的風(fēng)功率預(yù)測(cè)誤差模型的方法；論文《計(jì)及風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差帶的調(diào)度計(jì)劃漸近優(yōu)化模型》(王洪濤，何成明，房光華，等.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，11 (25):131-135.)根據(jù)預(yù)測(cè)誤差隨時(shí)間尺度減小逐漸遞減的性質(zhì)，對(duì)調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化。上述或者對(duì)預(yù)測(cè)誤差的概率分布進(jìn)行了研究，將預(yù)測(cè)誤差的分布應(yīng)用于調(diào)度及儲(chǔ)能等方面，或者提前對(duì)預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)進(jìn)而修正預(yù)測(cè)值，但均無法在真實(shí)值出現(xiàn)之前給出預(yù)測(cè)值可能出現(xiàn)的概率?？傊F(xiàn)有的風(fēng)功率預(yù)測(cè)預(yù)評(píng)估均是建立在對(duì)預(yù)測(cè)誤差的評(píng)價(jià)和分析的基礎(chǔ)上，尚無縱向時(shí)刻波動(dòng)特性及其概率分布的分析。且現(xiàn)有的預(yù)評(píng)估無法得到預(yù)測(cè)值的出現(xiàn)概率及可信度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于風(fēng)功率縱向時(shí)刻概率分布的風(fēng)功率預(yù)測(cè)值預(yù)評(píng)估方法。風(fēng)功率縱向時(shí)刻概率分布是指對(duì)365天或更長天數(shù)內(nèi)每天的同一特定時(shí)刻的風(fēng)電出力的概率分布?？v向時(shí)刻概率分布特性是各時(shí)刻風(fēng)電出力的固有屬性，由縱向時(shí)刻概率分布結(jié)果，可提前獲知各時(shí)刻預(yù)測(cè)值出現(xiàn)的概率及實(shí)際值可能出現(xiàn)的范圍，進(jìn)而對(duì)預(yù)測(cè)值的可靠性進(jìn)行預(yù)評(píng)估。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:—種基于風(fēng)功率縱向時(shí)刻概率分布的風(fēng)功率預(yù)測(cè)值預(yù)評(píng)估方法，具體步驟如下:I)根據(jù)每天同一時(shí)刻的風(fēng)電場(chǎng)出力值及其概率分布結(jié)果擬合得到縱向時(shí)刻概率分布分段函數(shù)；2)采用時(shí)間序列模型中的自回歸-滑動(dòng)平均模型(ARMA模型)進(jìn)行風(fēng)功率預(yù)測(cè)，從而獲得預(yù)測(cè)值；3)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值的預(yù)評(píng)估:由縱向時(shí)刻概率分布分段函數(shù)確定預(yù)測(cè)值出現(xiàn)的概率或者通過設(shè)置不同置信水平確定預(yù)測(cè)值的可信度，從而在真實(shí)值出現(xiàn)之前實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)測(cè)值的預(yù)評(píng)估，調(diào)度部門可根據(jù)預(yù)測(cè)值的出現(xiàn)概率及其可信度對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行合理的評(píng)判與取舍。所述步驟I)的具體步驟是:11)統(tǒng)計(jì)縱向時(shí)刻概率分布結(jié)果:統(tǒng)計(jì)365中每天同一時(shí)刻的有功出力，針對(duì)該時(shí)刻得到365個(gè)有功出力值，以風(fēng)電場(chǎng)額定容量的10%或者5%為功率間隔(間隔可根據(jù)實(shí)際要求調(diào)整)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)功率間隔范圍內(nèi)有功出力的出現(xiàn)次數(shù)，則該時(shí)刻各功率段的有功出力概率為:
權(quán)利要求
1.一種基于風(fēng)功率縱向時(shí)刻概率分布的風(fēng)功率預(yù)測(cè)值預(yù)評(píng)估方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)根據(jù)每天同一時(shí)刻的風(fēng)電場(chǎng)出力值及其概率分布結(jié)果擬合得到縱向時(shí)刻概率分布分段函數(shù)； 2)采用時(shí)間序列模型中的自回歸-滑動(dòng)平均模型進(jìn)行風(fēng)功率預(yù)測(cè)，從而獲得預(yù)測(cè)值； 3)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值的預(yù)評(píng)估:由縱向時(shí)刻概率分布分段函數(shù)確定預(yù)測(cè)值出現(xiàn)的概率或者通過設(shè)置不同置信水平確定預(yù)測(cè)值的可信度，從而在真實(shí)值出現(xiàn)之前實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)測(cè)值的預(yù)評(píng)估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟I)的具體步驟是: 11)統(tǒng)計(jì)縱向時(shí)刻概率分布結(jié)果: 統(tǒng)計(jì)365中每天同一時(shí)刻的有功出力，針對(duì)該時(shí)刻得到365個(gè)有功出力值，以風(fēng)電場(chǎng)額定容量的10%或者5%為功率間隔，統(tǒng)計(jì)每個(gè)功率間隔范圍內(nèi)有功出力的出現(xiàn)次數(shù)，則該時(shí)刻各功率段的有功出力概率為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟2)中，風(fēng)功率預(yù)測(cè)是指，對(duì)某一時(shí)刻，由該時(shí)刻前一天的風(fēng)功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)這一時(shí)刻的風(fēng)功率，如此滾動(dòng)預(yù)測(cè)得到365天或更長天數(shù)內(nèi)同一時(shí)刻的風(fēng)功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟2)中，ARMA模型是綜合考慮歷史時(shí)刻值及隨機(jī)干擾的包噪聲序列的影響而建立的預(yù)測(cè)模型，具體描述為:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟3)包括兩種方法: A)確定預(yù)測(cè)值的出現(xiàn)概率由步驟2)可獲得預(yù)測(cè)值，根據(jù)步驟I)中獲得的縱向時(shí)刻概率分布分段函數(shù)，若預(yù)測(cè)值非O，則令X=預(yù)測(cè)值，得到對(duì)應(yīng)的f (X)，即為對(duì)應(yīng)的概率密度，由式(2)知其出現(xiàn)概率為f(x)*0.1 ;若預(yù)測(cè)值為O，其出現(xiàn)概率即為prob。； B)確定預(yù)測(cè)值的可信度 設(shè)置不同置信水平，根據(jù)各時(shí)刻的概率分布分段函數(shù)，得到該時(shí)刻的對(duì)應(yīng)不同置信水平的單側(cè)置信區(qū)間，從而將預(yù)測(cè)值分為置信區(qū)間內(nèi)、外兩部分，并在對(duì)置信區(qū)間內(nèi)、外的預(yù)測(cè)效果對(duì)比基礎(chǔ)上對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行預(yù)評(píng)估；由步驟2)得到某一時(shí)刻的預(yù)測(cè)值之后，判斷其是否位于置信區(qū)間內(nèi)，若位于置信區(qū)間內(nèi)則可信度為對(duì)應(yīng)置信水平，同時(shí)說明該預(yù)測(cè)值可信度較高；若位 于置信區(qū)間外，其可信度為1-置信水平，同時(shí)說明該預(yù)測(cè)值可信度較低。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于風(fēng)功率縱向時(shí)刻概率分布的風(fēng)功率預(yù)測(cè)值預(yù)評(píng)估方法，具體步驟如下1)根據(jù)每天同一時(shí)刻的風(fēng)電場(chǎng)出力值及其概率分布結(jié)果擬合得到縱向時(shí)刻概率分布分段函數(shù)；2)采用時(shí)間序列模型中的自回歸-滑動(dòng)平均模型(ARMA模型)進(jìn)行風(fēng)功率預(yù)測(cè)，從而獲得預(yù)測(cè)值；3)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值的預(yù)評(píng)估由縱向時(shí)刻概率分布分段函數(shù)確定預(yù)測(cè)值出現(xiàn)的概率或者通過設(shè)置不同置信水平確定預(yù)測(cè)值的可信度，從而在真實(shí)值出現(xiàn)之前實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)測(cè)值的預(yù)評(píng)估，調(diào)度部門可根據(jù)預(yù)測(cè)值的出現(xiàn)概率及其可信度對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行合理的評(píng)判與取舍。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103198235SQ20131015346
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者張磊, 呂曉祿, 蔣哲, 武乃虎, 張丹丹 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院