[发明专利]一种风电调频潜力预测误差分布估计方法

权利要求书

1.一种风电调频潜力预测误差分布估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A.针对风机，获取指定历史时间段中各历史时刻的风机转子转速、风机功率实测数据、风机预测风速数据、风机实测风速数据，并针对所获数据进行预处理，然后进入步骤B；

步骤B.计算获得各历史时刻分别所对应的风电场调频潜力预测误差，作为各个样本，构成样本集合，然后进入步骤C；

上述步骤B中，分别针对各历史时刻，执行如下步骤B1至步骤B7，获得各历史时刻分别所对应的风电场调频潜力预测误差，作为各个样本，构成样本集合；

步骤B1.根据如下公式：

获得风机叶尖速比λ、风机桨距角β，以及对应风机叶尖速比λ与风机桨距角β的风能利用系数C_p(λ,β)，其中，v表示风机输入风速，ω表示风机转子转速，然后进入步骤B2；

步骤B2.根据如下公式：

获得风机输出功率实际值P_r，其中，ρ表示空气密度，R表示风轮半径；然后进入步骤B3；

步骤B3.根据如下公式：

获得风机输出功率预测值P_f，其中，C_p(λ_opt,β)表示对应最优风机叶尖速比λ_opt与风机桨距角β的风能利用系数，然后进入步骤B4；

步骤B4.根据如下公式：

获得调频结束时刻风机输出功率P₀，其中，ω₀表示风机参与调频运行风速下限、根据风机最优叶尖速比对应得到的风机参与调频运行转速下限，C_p(ω₀R/v,β)表示对应最优风机叶尖速比ω₀R/v与风机桨距角β的风能利用系数，然后进入步骤B5；

步骤B5.根据如下公式：

获得风电调频潜力的预测值ΔP_df，其中，T_del表示风机向电网持续注入功率时间，H表示风机固有惯性时间常数，ω_f表示风机实测风速数据根据风机最优叶尖速比对应得到的转子转速，ω₀表示风机参与调频运行风速下限、根据风机最优叶尖速比对应得到的风机参与调频运行转速下限；然后进入步骤B6；

步骤B6.根据如下公式：

获得风电调频潜力的实际值ΔP_d；然后进入步骤B7；

步骤B7.根据如下公式：

计算风电调频潜力预测误差ΔP_err，其中，P_N为风机额定输出功率；

步骤C.根据各个样本，基于最大熵原理，建立风机所对应的调频潜力预测误差概率密度模型，然后进入步骤D；

上述步骤C包括如下步骤：

步骤C1.根据如下公式：

计算获得样本集合X分别对应预设各阶n的原点矩，其中，n＝{0、…、N}，N表示预设最大阶数，L表示样本集合X中样本的个数，表示样本集合X中第l个样本的n次方，然后进入步骤C2；

步骤C2.根据样本集合X分别对应预设各阶n的原点矩，则样本集合X的最大熵模型如下：

maxH(s)＝-∫p(s)lnp(s)ds

s.t.∫p(s)sⁿds＝a_n

式中，s表示变量，H(s)表示样本集合X的信息熵，p(s)表示待求概率密度分布；然后进入步骤C3；

步骤C3.根据样本集合X的最大熵模型，按如下公式：

构造拉格朗日函数F_L，其中，λ₀、…、λ_n、…、λ_N表示各个拉格朗日乘子，然后进入步骤C4；

步骤C4.根据拉格朗日函数F_L满足条件，则待求概率密度分布p(s)如下：

然后进入步骤C5；

步骤C5.将待求概率密度分布p(s)代入步骤C2中的约束条件，获得如下：

通过求解以上非线性方程(1)，获得拉格朗日乘子λ₀、…、λ_n、…、λ_N，进而求解获得待求概率密度分布p(s)，即风机所对应的调频潜力预测误差概率密度模型；

步骤D.根据调频潜力预测误差概率密度模型，针对风机目标预测风速数据，计算获得不同置信水平下风电场调频潜力预测区间。