[发明专利]一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法

权利要求书

1.一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：获取电力系统中各风电场的出力曲线和负荷需求的波动曲线；以负荷需求的波动曲线作为跟踪目标，将所有风电场出力曲线都分别进行等电量顺负荷等效；

其中，L(t)是电力系统负荷需求波动曲线；风电场实际出力曲线；p'_w(t)是等电量顺负荷等效出力曲线，T＝24小时；

步骤S2：基于波形相似性理论，度量风电场实际出力与其等电量顺负荷等效曲线之间的波动整体差异测度S'_j；

步骤S3：以波动整体差异测度S'_j为基础，兼顾考虑风电场装机容量大小的影响，加权组合得到风电场j的风电波动品质评估因子δ_j，用以对风电场出力波动品质进行评估，δ_j的取值范围在0～1之间波动，若风电场j风电波动品质评估因子δ_j越小，则风电场j的风电具有越好的波动品质，当δ_j＝0，则其波动特性与负荷需求波动曲线一致，即完全跟踪负荷波动，具有最好的波动品质；反之，则其波动品质越差，当δ_j＝1，其波动特性与负荷需求波动曲线刚好相反，具有最差的波动品质；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：计算风电出力曲线与电力系统负荷需求曲线的波动变化率差异测度：

在计算波动变化率差异测度前，需要对风电出力曲线进行处理，令原始风电场j的出力序列P_j,1，P_j,2，…，P_j,T，简记{P_j,T}，取其后项与前项之差组成新的序列a_j,1，a_j,2，…，a_j,T-1，记为{a_j,T-1}:

a_j,t＝P_j,t+1-P_j,tt＝1,2,…,T-1

同理，对于风电场j的等效场景出力序列P'_j,1,P'_j,2,..,P'_j,T,即{P′_j,T}也作类似处理，计为{a'_j,T-1}：

a'_j,t＝P'_j,t+1-P'_j,tt＝1,2,…,T-1

根据夹角余弦算法，计算波动变化率差异测度S_vd,j：

步骤S22：计算风电出力曲线与负荷需求曲线的波动幅值差异测度；

风电场j的实际出力曲线和等效出力曲线序列仍记为{P_j,T}和{P′_j,T}，则有：

其中，P_j,t为风电场j实际出力曲线在时刻t的出力值；P′_j,t为风电场j等效出力曲线在时刻t的出力值；D_j,t则为风电场j在时刻t，实际出力曲线和等效出力曲线幅值之差的绝对值与等效出力曲线幅值的比值；S_ad,j则是风电场j相应序列{D_j,t}的均值，即波动幅值差异测度；

步骤S23：对波动变化率差异测度和波动幅值差异测度采用归一化处理；

其中，N_w是系统中并网风电场个数，max({S_ad,j,j＝1,2,…,N_w})表示集合{S_ad,1，S_ad,2，…，S_ad,Nw}中的最大值；

步骤S24：对S'_Vd,j和S'_ad,j作加权平均，得到两场景下风电出力曲线的差异性测量值；

S′_j＝μ_vdS′_vd,j+μ_adS′_ad,j

其中，μ_vd和μ_ad分别表示风电场j两场景下出力曲线波动变化率差异测度S'_Vd,j和波动幅值差异测度S'_ad,j在风电出力曲线整体差异度S'_j计算时所占的比重，且μ_vd和μ_ad之和为1。

2.根据权利要求1所述的一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31：引入容量系数K_c刻画装机容量对风电波动品质因子的影响：

其中，K_c,j是计算风电场j风电波动品质因子的容量参数；C_inst,j是风电场j的装机容量；

步骤S32：计算风电场j的风电波动品质因子：

有：