[发明专利]考虑时空相关性的多风电场风速模拟方法及系统

权利要求书

1.一种考虑时空相关性的多风电场风速模拟方法，其特征在于，包括：

基于多风电场的风速样本数据，计算出风速边缘分布函数矩阵；

基于所述风速边缘分布函数矩阵，利用Pair-Copula原理建立考虑空间相关性的多风电场风速模型，并记录所述考虑空间相关性的多风电场风速模型的联合分布函数矩阵；

生成Sobol随机数序列；

根据所述联合分布函数矩阵的自相关信息，对Sobol随机数序列重新排序，生成新的Sobol序列，使新的Sobol序列拥有原始风速数据的时序自相关信息；

基于所述考虑空间相关性的多风电场风速模型及新的Sobol序列，采用条件抽样法对风速进行抽样，得到具有时空相关性的多维风速数据。

2.根据权利要求1所述的一种考虑时空相关性的多风电场风速模拟方法，其特征在于，所述风速边缘分布函数矩阵的计算方法包括：

读取风力发电统计数据中风电场的风速历史小时序列数据，记为样本矩阵X，其中某个风电场风速历史小时序列数据记为样本数组X_k，k＝1,2,...,d，d为风电场维数，样本数组X_k的样本数为n，样本数组X_k中的n个样本变量为{X_k,1,X_k,2,...,X_k,n}；

计算出变量x_k的非参数核密度估计函数f(x_k)为：

其中，变量x_k为{X_k,1,X_k,2,...,X_k,n}中的任何一个，j'是样本数n的索引，带宽σ为标准差，K(·)表示核函数；

对所述非参数核密度估计函数f(x_k)求积分，计算出风电场风速的边缘分布函数为：

其中，y_k为积分变量，G(·)为核函数K(·)的概率分布；

基于各样本数组的边缘分布函数根据公式计算风速样本变量{X_k,1,X_k,2,...,X_k,n}对应的边缘分布函数值{U_k,1,U_k,2,...,U_k,n}，以此构建边缘分布函数矩阵U_n×d，变量u_k为{U_k,1,U_k,2,...,U_k,n}中的任意一个，也就是边缘分布函数矩阵U_n×d中第k列的变量。

3.根据权利要求2所述的一种考虑时空相关性的多风电场风速模拟方法，其特征在于，所述考虑空间相关性的多风电场风速模型的建立方法包括：

选择合适的藤结构；

针对藤结构的每一层，采用以下步骤计算出对应的Copula序列，得到考虑空间相关性的多个风电场风速模型：

根据风电场风速的边缘分布函数及边缘分布函数矩阵，采用极大似然法对各类Copula函数进行参数估计，并以最小化赤池信息准则选出最佳Copula函数；

基于所述最佳Copula函数，拟合出Copula序列，再将该Copula序列作为下一层的输入变量。