[发明专利]基于概率区间预测的计及风电接纳的旋转备用区间预测方法

摘要

本发明公开了一种基于概率区间预测的计及风电接纳的旋转备用区间预测方法，其特点是针对负荷和风电出力的不确定性，以概率区间预测替代点预测，利用概率区间预测理论和预测误差概率分布预测负荷变化区间及风电出力变化区间；再根据极限场景理论，由负荷预测区间及风电出力预测区间求得含大规模风电系统旋转备用区间，从而给出极限条件下系统所需的正备用和负备用值，为计及风电接纳的电力协调优化调度提供合理的数据范围。

主权项

基于概率区间预测的计及风电接纳的旋转备用区间预测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)概率区间预测假设已知t时刻的点预测值为Lt，其预测误差的概率分布为f(ε)，则区间预测模型为Jt(β)=[Lt-f-1(α‾),Lt-f-1(α‾)]---(1)]]>α‾-α‾=1-β---(2)]]>式中：β为置信水平，取值区间为[0,1]；Lt‑f‑1(α)和分别为预测区间的上、下限值；2)负荷区间预测假设已知t时刻的负荷预测值为Lt、负荷预测误差服从正态分布fl(ΔPl)=12πσe-(ΔPl-μ)22σ2---(3)]]>式中：△Pl为负荷预测偏差；σ2为负荷预测偏差的方差；根据负荷预测值和预测偏差分布函数，得到在t时刻负荷预测区间为Jl,t(βt)=[Pmin,tload,Pmax,tload]---(4)]]>其中：Pmin,tload=Lt+fl,t-1(αl‾)---(5)]]>Pmax,tload=Lt+fl,t-1(αl‾)---(6)]]>式中：分别为t时刻负荷预测的最小值和最大值，βl为负荷区间预测的置信水平，采用对称概率区间αl‾=1-αl‾=β12---(7)]]>3)风电出力区间预测根据区间预测理论可得出风电出力的区间预测值，假设已知t时刻的风电出力预测值为Pw,t，风电出力预测偏差服从正态分布fw(ΔPw)=12πσe-(ΔPw-μ)22σ2---(8)]]>式中：△Pw为负荷预测偏差；σ2为负荷预测偏差的方差；与负荷区间预测类似，根据风速预测值、风力发电机出力预测、风电出力预测误差分析、风电出力预测误差分布函数，假设已知风电出力功率的点预测值为Pw,t，则预测区间为Jp,t(βw)=[Pw,t+f-1(α‾w),Pw,t+f-1(α‾w)]---(9)]]>式中：βw为风电出力区间预测的置信水平，同负荷区间预测一样，采用对称概率区间；4)风电出力预测区间的最小值和最大值由于风电机组的出力功率受机组固有的上下限限制，由式(9)确定的风电预测区间会超过机组的上下限，因而限定预测区间的最小值和最大值为Pmin,twind=min[Pw,t-f-1(α‾w),Pw,min]---(10)]]>Pmax,twind=max[Pw,t+f-1(α‾w),Pw,max]---(11)]]>式中：Pw,max与Pw,min为系统风电出力的总上下限；5)计及风电接纳的旋转备用区间预测由风电出力功率预测区间和负荷预测区间得到风电出力功率预测区间和负荷预测区间构成的场景图；根据极限场景理论，由风电出力功率预测区间和负荷预测区间构成的场景的风电场出力预测区间和负荷预测区间构成的场景得知：a)当风电出力和负荷场景在2、6时，系统为平衡预测误差而需的备用容量为与绝对值必定大于场景3所需的备用容量的绝对值，故场景2、6代替场景2、3、5，6之间所有的误差场景，其中，Pload为系统负荷的预测值，Pwind为风电出力的预测值；b)场景4、8代替场景4、5、7、8之间所有的误差场景；c)对于场景9，系统所需的备用容量为其绝对值必定大于场景5，6，8，9之间所有场景所需的备用容量；d)场景1代替场景1、2、4、5之间的所有场景；e)得到极限误差场景为场景1、9；f)场景1所需的备用容量恒为正值，确定的备用容量为系统所需的正备用值；而场景9确定备用容量是系统所需的负备用值；g)由此得到含大规模风电系统所需的旋转备用区间。