[发明专利]一种基于径流区间预测的水电站调度风险评估方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于水电能源优化领域，具体涉及一种基于径流区间预测的水电站调度风险计算方法及系统。

背景技术

水资源是基础性自然资源，在水资源的开发和利用过程中，径流预测和水电站优化调度是重要问题。可靠的径流预测是充分利用水资源、真正实现水库优化运行、发挥电站经济效益的有力手段和重要环节；水电站调度方案则关系到资源的优化配置和电网的稳定运行。

由于水能分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制，且具有随机波动性的特点，这使得水电站在实际运行中，可能出现预测流量与实际流量不匹配的问题，从而影响水电站执行电网下达的负荷任务，给水电并网运行中的电力供需平衡、电力系统安全及电能质量带来严峻挑战。所以，对径流进行准确、迅速的预测是当务之急。

目前，径流预测多采用非线性随机模拟的方法，比如，首先假设水文序列服从某种概率分布，接着，通过历史数据对概率分布模型的参数进行估计，最终获得径流预测的结果。然而，现有的径流预测非线性随机模拟方法存在以下缺陷：由于水文序列的相依结构和人为假设的概率密度函数不一定总与实际相符，若假设的概率分布类型不成立或不准确，无疑会影响来水预报结果的精度，也就是说当实际流量大于预测流量时，水电站为了完成电网的负荷任务，面临弃水的风险；反之，当实际流量小于预测流量时，水电站面临负荷任务不能完成的风险。相应地，本领域亟需寻找一种适用于水电运行的基于径流区间预测的水电站调度风险评估方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或不足，本发明提供了一种基于径流区间预测的水电站调度风险评估方法及系统，在径流点预测值的基础上，采用基于高斯核密度估计的径流区间预测方法获得N组模拟流量过程，仿真得到水电站的出力、末水位和出库流量，与根据实际流量得到的水电站实际出力、末水位和出库流量进行比较，最终得到水电站发生弃水的风险概率和不能完成负荷任务的风险概率。通过执行本发明中的上述方法及系统，弥补了现有非线性随机模拟径流预测方法的缺陷，提高了径流预测结果的准确性，对中长期径流预测具有借鉴意义。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于径流区间预测的水电站调度风险评估方法，所述方法具体包括以下步骤：

(1)根据第i时段的预测流量Q_pi和收集到的实际流量Q_ri，得到该时段的预测流量误差e_i＝Q_pi-Q_ri，其中i＝1,2,…,n；

(2)将步骤(1)中的n个预测流量{Q_p1,Q_p2,...,Q_pn}分为m个预测流量区间，合并部分相邻且预测流量误差e_i的数量小于n/m的预测流量区间；设合并后的预测流量区间个数为m'，其中m'≤m；合并后第k个预测流量区间内e_i的数量为n_k，其中k＝1,2,…,m'，n_k≥n/m；

(3)通过高斯核密度估计方法分别计算对应步骤(2)中m'个预测流量区间的预测流量误差变量e的概率密度函数；

(4)确定任一预测流量Q_pi所属的预测流量区间，查找对应该预测流量区间的预测流量误差变量e的概率密度函数；

(5)运用三次样条插值方法拟合步骤(4)中的预测流量误差变量e的概率密度函数对应的曲线，找出预测流量误差变量e的分位点α/2和1-α/2；

(6)针对步骤(3)中获得的预测流量误差变量的概率密度函数进行积分，得到累积概率密度分布函数F(δ)；