[发明专利]一种基于Copula函数获取多风电场容量可信度的方法

摘要

本发明公开了一种基于Copula函数获取多风电场容量可信度的方法，包括：考虑风电场尾流效应，将风速时间序列转换为风电场出力时间序列，依据数值大小对该序列进行状态归并，再进行非线性拟合得到单个风电场的出力的边缘分布；选取用于描述下厚尾特性的Clayton Copula函数描述各风电场出力间的相关关系，根据风电场历史出力数据，采用两阶段极大似然估计法对已选择的Copula函数进行参数估计，得到多风电场出力联合概率分布的相关参数；将基于Clayton Copula函数的多风电场出力联合概率分布等效为多状态机组并入发电系统，基于等可靠性准则，采用截弦法迭代获得风电场容量可信度。本发明快速、准确、可以更好地评估风力发电对系统可靠性、经济性及减少环境污染等方面的意义。

主权项

一种基于Copula函数获取多风电场容量可信度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取并入风电场前原始发电系统的发电机组的容量、原始发电系统的强迫停运率参数、系统全年的小时负荷数据、风电场装机容量、风电机组额定输出功率、机组切入风速、机组切出风速、机组额定风速以及所在地区风速时间序列{v₁，v₂…v_l…v_n}；其中，v_l为第l个时刻的风电场中风电机组的风速，l为时刻的序号，l＝1，2，…，n；(2)根据机组切入风速、机组切出风速、机组额定风速以及风电机组额定输出功率获得风电机组输出功率P(v_l)与风速v_l之间的关系$P\left(v_l\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& v_l\≤v_{\mathrm{ci}}\mathrm{or}{v}_l\≥v_{\mathrm{co}}\\ \frac{v_l-v_{\mathrm{ci}}}{v_r-v_{\mathrm{ci}}}\mathrm{Pr}& v_{\mathrm{ci}}\≤v_l\≤v_r\\ \mathrm{Pr}& v_{\mathrm{ci}}\≤v_l\≤v_{\mathrm{co}}\end{array}\right.;$在考虑风电场的尾流效应时，根据各个时刻对应的风电机组输出功率P(v_l)获得风电场出力时间序列{c₁，c₂…c_l…c_n}；其中，v_ci为切入风速；v_co为切出风速；v_r为额定风速；c_l为第l个时刻风电场的出力；P_r为风电机组额定输出功率；(3)将[0，1]划分为M个区间，并统计风电场出力c_l落入各个区间的数目n_i，并获得每个风电场出力在各个区间的概率p_i，利用插值逼近法对每个风电场出力状态和其在各个区间的概率进行非线性拟合，获得单个风电场的出力的边缘分布；(4)采用Clayton Copula函数描述多风电场联合概率分布的下厚尾特性，根据各个风电场的出力的边缘分布获得多个风电场出力的联合概率分布H(p₁,...,p_m)，并采用两阶段极大似然估计的方法对风电场出力时间序列进行估计处理，获得联合概率分布的相关参数；(5)根据多风电场联合概率分布，将多风电场出力等效为多状态机组，将所述多状态机组与原始发电系统合并形成含风电场的发电系统，并根据原始发电系统的发电机组的容量、原始发电系统的发电机组的强迫停运率参数、系统全年的小时负荷数据、多状态机组的容量和多状态机组的强迫停运率参数，获得含风电场的发电系统的可靠性指标R_n+1；(6)采用截弦法调整原始发电系统装机容量为E_k，使得调整后新发电系统可靠性指标R(E_k)与含风电场的发电系统的可靠性指标R_n+1一致；(7)根据风电场替代容量和所述风电场装机容量c_wind获得风电场容量可信度，其中风电场替代容量为新发电系统装机容量E_k与原始发电系统的发电机组的容量c_org之间的差值，风电场容量可信度为风电场替代容量与风电场装机容量c_wind的比值。