[发明专利]基于Copula函数的多风电场容量可信度评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新能源技术，特别是基于Copula函数的多风电场容量可信度评估方法。

背景技术

风电场出力具有随机性和间歇性等特点，属于一种不可控的电源形式，其并网后对电力系统的容量贡献与常

并网后对电力系统的容量贡献与常规机组有较大不同，因此客观评价风电场的容量可信度对接入系统的长期规划、优化运行以及可靠性评估等相关问题具有十分重要的意义。

目前主要针对单个风电场的可信容量评估进行了深入研究，随着风力资源的进一步开发，同一风区将存在多个风电场同时接入系统，空间位置临近的风电场出力存在一定的相关性，这将对风电场的运行和规划带来较大的影响。因此，为准确评估大容量风电接入对系统的容量贡献，有必要考虑位置临近多风电场间出力相关性对可信容量的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Copula函数的多风电场容量可信度评估方法，包括以下步骤：

步骤1，假定风速变量服从Weibull分布，采用最大似然估计法估计风速Weibull分布中的参数，确定风速边缘分布参数，再利用拟牛顿法求解Copula模型中的分步参数；

步骤2，采用基于经验Copula函数和理论Copula函数的最短距离来选取Copula函数作为描述风速变量相关结构的最优函数；

步骤3，用一种条件抽样法产生服从N维Copula函数的随机向量，通过风速边缘分布的逆变换得出风速样本；

步骤4，根据上述方法建立多风电场出力联合概率分布，将风电场等效为多状态机组并入原始系统，模拟随机生产，计算含风电系统的可靠性指标，利用截弦法调节新增常规机组的容量，使新系统(与风电容量等效的传统机组加入后的系统)与含风电系统的可靠性指标相差在一定的误差范围之内，由此迭代得到风电场可信容量。

现有研究主要针对对单个风电场的可信容量评估进行了深入研究，随着风力资源的进一步开发，同一风区将存在多个风电场同时接入系统，空间位置临近的风电场出力存在一定的相关性，这将对风电场的运行和规划带来较大的影响；而本发明考虑多个风电场出力相关性，更为实际表现风力发电情况。同时，运用多维Copula函数，模拟考虑多风电场的风速相关性，得到更接近实际情况的风速样本。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1风电容量可信度评估实施流程图。

图2是风电场风速重新分布图。

图3是风电可信容量搜索中的截弦法示意图。

图4两个风电场时序出力曲线图。

具体实施方式

结合图1至图4，本发明首先通过构造一种多维Copula函数，通过分布参数估计法，估计风电场的边缘分布函数的参数和Copula函数中的参数，再用最短距离法选取最优Copula函数，用条件抽样法产生具有相关性的多维风速样本。在此基础上提出出力相关的多风电场容量可信度评估方法，并采用截弦法计算得到风电场的容量可信度。具体优化方法的实现步骤如下：

第一步，通过考虑风速变量服从Weibull参数分布模型，可以用最大似然估计法来估计风速Weibull分布中的参数λ_i和k_i其表达式如下：

风速v的Weibull概率密度函数为

风速v的Weibull累积分布函数为

其中k>0为形状参数，λ＞0为尺度参数。在得出边缘分布的参数后，将λ_i和k_i代入下式

用拟牛顿法求解上式，得到相关性参数矩阵ρ或相关性参数α的估计值；

其中u_i＝F_i(v_i,t,λ_i,k_i)为风电场风速v_i的边缘分布函数，i＝1,2,...,N，t＝1,2,...,n，N为Copula函数的元数，n为风速样本数，c为Copula密度函数，式中argmax表示上式达到最大值时的ρ或α的取值。

第二步，确定多维Copula函数的分步参数后，根据风速之间的相关性选用最适当的Copula函数。Copula函数主要有多元正态Copula函数，多元t-Copula数和阿基米德Copula函数。

N元正态Copula分布函数可表示为