[发明专利]一种风电场输出功率模拟方法及装置

说明书

本发明涉及一种风电场输出功率模拟方法及装置，包括利用风电场历史日输出功率数据确定风电场日输出功率类；获取各类的风电场日输出功率的状态转移概率矩阵以及各类之间的风电场日输出功率的类间转移概率矩阵；利用各类的风电场日输出功率的状态转移概率矩阵以及各类之间的风电场日输出功率的类间转移概率矩阵生成风电场输出功率模拟序列；本发明通过日输出功率的类别、各类别的状态转移概率矩阵和类间转移概率矩阵获取模拟序列，减小了现有技术中存在的问题导致的误差，提升了模拟序列的准确度。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种风电场输出功率模拟方法及装置。

背景技术

时间序列建模是对电力系统进行分析计算时，根据不同时间尺度、场景的需求，时间序列建模可生成任意时间长度、任意条数的模拟序列，可为多场景的模拟计算提供足够样本，相较于历史功率数据，大量模拟序列的统计特性更有利于工作人员掌握电力系统运行规律。

目前，常用的时间序列建模法主要分为间接法和直接法两大类。间接法，首先建立风速时间序列模型，然后利用风力发电机功率转换关系得到风电功率序列。基于风速的建模方法由于风电功率转换特性较难准确获取，因此无法满足风电场接入电力系统的建模精度需求。直接法又称为风功率法，是在实测风电功率序列的基础上，直接生成对应的模拟风电功率序列，避免了转化所引入的误差，但直接法采用高斯函数拟合风波动过程中，由于风电波动过程并不是对称的，会存在上升快而下降慢，或是上升慢而下降快的问题，导致生成的模拟序列同样存在误差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种风电场输出功率模拟方法及装置，通过日输出功率的类别、各类别的状态转移概率矩阵和类间转移概率矩阵获取模拟序列，减小了现有技术中存在的问题导致的误差，提升了模拟序列的准确度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种风电场输出功率模拟方法，其改进之处在于，所述方法包括：

利用风电场历史日输出功率数据确定风电场日输出功率类；

获取各类的风电场日输出功率的状态转移概率矩阵以及各类之间的风电场日输出功率的类间转移概率矩阵；

利用各类的风电场日输出功率的状态转移概率矩阵以及各类之间的风电场日输出功率的类间转移概率矩阵生成风电场输出功率模拟序列。

优选地，所述利用风电场历史日输出功率数据确定风电场日输出功率类包括：

将风电场各历史日输出功率数据的特征值作为聚类样本，并采用K-means算法将聚类样本分为K类；

其中，所述风电场历史日输出功率数据的特征值为历史日风电场的日输出功率平均值和日输出功率极差值。

优选地，所述获取各类的风电场日输出功率的状态转移概率矩阵以及各类之间的风电场日输出功率的类间转移概率矩阵包括：

根据第k类对应的输出功率数据中各时刻输出功率值将第k类对应的输出功率数据分为N个状态区间；

按下式确定第k类的风电场日输出功率的状态转移概率矩阵P^k：

式中，k∈[1,K]，K为风电场日输出功率类总数，为第k类的状态区间m中的风电场历史时刻输出功率值在下一时刻状态转移至状态区间n的概率，m∈[1,N]，n∈[1,N]，N为状态区间总数；

其中，按下式确定所述第k类中状态区间m中的风电场历史时刻输出功率值在下一时刻状态转移至状态区间n的概率