[发明专利]一种风电出力时间序列建模方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源发电领域，涉及一种风电出力时间序列建模方法。

背景技术

风电的快速发展给中国经济的发展注入了新的活力，然而也给电力系统的安全稳定运行带来了很大的挑战。

在电力系统规划方面，在风电存在很大不确定性的前提下如何确保规划的电力系统在未来能安全经济地运行是一个亟需解决的问题；风电出力随机变化，如何确定风电可信容量需要从随机性、系统调节能力等多方面考虑。现有研究趋势逐步从确定性分析方式向概率性分析方式转变，通过分析历史风电出力特性，应用随机生产模拟未来电力系统的运行，统计系统的各项运行指标。

在电力系统运行方面，风电具有间歇性、波动性等不确定性特点，当电力系统缺少灵活的电源时，尤其对于中国北方电源绝大部分是火电的情形，电网无法应对风电的不确定性，为保证电力系统的安全稳定运行，不得不在某些迫不得已的情况下限制风电出力，大规模风电接入很大程度上改变了传统电力系统的运行方式，系统需要更加灵活的运行方式。从实时运行的角度需要根据风功率预测，基于决策支持系统进行优化调度，当前风功率预测主要包括超短期功率预测（提前4小时或更短）、短期功率预测（提前1天）、中长期功率预测（提前几天到1周），超短期和短期预测的精度较高，中长期预测的误差较大，更长时间尺度的预测已经不能用于电力系统的电力平衡；改善风电和电力系统协调运行水平的另一个方面是提高风电场的出力控制水平，改进风电场自身的调节能力，建设“电网友好型”风电场，实现风电出力的可控制性和可调度性。

在电力系统可靠性方面，风电接入电力系统后由于其间歇性和波动性会严重影响电力系统的可靠性，需要有效评估风电接入后对电力系统的可靠性的影响。现有研究多为对风电时间序列进行建模，然后根据风电时间序列模型对电力系统运行进行蒙特卡洛抽样模拟，统计各项运行指标估计风电接入对电力系统可靠性的影响；这种完全随机的建模方法没有考虑到风电出力时间序列的时间关联性。

风电接入对电力系统运行的影响主要是由于风电具有随机性、波动性等不确定性特点造成的，研究风电出力的随机性、波动性等不确定性特点有利于准确评估风电对电力系统安全稳定运行带来的影响，也可评估解决风电接入难题的措施的有效性，从而有方向性地采取相应的措施，提高电力系统风电利用率和运行安全稳定性，达到用最小的成本解决最多的风电接入难题的最终目的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种风电出力时间序列建模方法，对风电场的出力时间序列进行了准确评估，最大可能的模拟了风电出力特性，可用于风电容量可信度评估，准确定位风电在电力系统中的地位，指导电力系统调度运行

本发明提供的一种风电出力时间序列建模方法，其改进之处在于，所述建模方法包括如下步骤：

（1）收集至少两年内时间尺度为15分钟的风电出力历史数据，对风电出力时间序列进行处理；

（2）分析风电出力时间序列的特性；

（3）对风电出力时间序列分割与统计；

（4）采用序贯抽样方法，重构模拟风电时间序列；

（5）验证模拟风电出力时间序列的可靠性。

其中，步骤（1）对风电出力时间序列进行处理包括去除序列中的错误数据和补充缺失数据。

其中，步骤（2）分析风电出力时间序列的特性包括波动特性C_f、概率分布特性C_d、相关特性C_r和风过程特性C_p。

其中，步骤（3）对风电出力时间序列分割与统计是对风电出力时间序列进行滤波处理，将风电出力时间序列划分风过程和片段，统计风过程转换概率和片段概率分布，并计算滤波过程产生的误差。

其中，步骤（4）采用序贯抽样方法，重构模拟风电时间序列包括如下步骤：

1）根据风过程转移概率序贯抽样模拟风过程序列；

2）根据片段概率分布序贯抽样风过程内部片段；

3）叠加步骤（2）所示波动特性C_f。

其中，步骤（5）验证模拟风电出力时间序列的可靠性包括根据步骤（2）中风电出力时间序列的特性分析模拟风电出力时间序列的特性，若模拟风电时间序列的特性符合步骤（1）收集的历史数据的特性，则模拟风电出力时间序列符合风电实际运行情况，并将其用于系统分析，若不符合，则返回步骤（4）重新构造，直至特性符合历史数据。