[发明专利]基于灵活时间边界的多场景切换风电序列模拟方法及装置

说明书

本发明涉及基于灵活时间边界的多场景切换风电序列模拟方法和装置，所述方法包括：获取风电场输出的多个原始风电出力序列；基于已有的风电出力场景对应的典型场景出力曲线，确定多个原始风电出力序列各自所属的风电出力场景；根据多个原始风电出力序列各自所属的风电出力场景，建立多个风电出力场景之间切换的状态转移概率矩阵；基于多个风电出力场景之间切换的转移概率矩阵，计算多个原始风电出力序列的状态转移概率，得到状态转移矩阵；根据状态转移矩阵生成指定长度的风电状态序列，结合量化噪声模型对所述风电状态序列进行风电序列模拟操作，得到风电出力模拟序列。本申请提供的技术方案，提高场景分类精确度，提升了风电序列模拟效率。

技术领域

本发明涉及电力系统新能源调度运行技术领域，具体涉及基于灵活时间边界的多场景切换风电序列模拟方法及装置。

背景技术

目前，能源资源日益枯竭的问题已经成为全球关注的焦点，能源是社会向前发展的基础，所以解决能源问题是保障人类社会发展永葆活力的前提，世界上多次工业革命都是以主要能源的更新换代为契机发生的，这一形势下，我国必须大力发展可再生能源，作为保障能源安全、实现产业转型的重要战略举措。风能和太阳能等清洁能源是当前世界上最具大规模商业化开发潜力的可再生能源。大规模开发利用风能、太阳能以及水力发电己经成为世界各国改善能源结构，解决能源和环境问题，保证国民经济可持续发展的有效措施之一。近年来，随着能源危机和环境污染问题的日益严重，风力发电、太阳能发电等清洁能源发电得到了大力的发展。然而，风能、太阳能等清洁能源不仅在时间分布上波动性大、季节特征明显，在空间分布上同样呈现出分布不平衡的特点。因此这类电源的并网发电具有不可控性，会对电网的安全稳定运行产生冲击。当新能源大规模并网时，会严重影响电力系统运行的安全性、稳定性和经济性，导致电网弃风、弃光问题时有发生。

要提前评估电网对新能源的接纳能力，对电力系统的运行调度做好规划。对风电出力的时间序列模拟可以提供与实际运行状态相符的运行数据，为电网的调度规划工作提供参考。而准确性越高，与实际出力过程更匹配的模拟对该工作的贡献越大。

在理论功率的计算方法上，风速-功率之间的函数映射关系很复杂，受到多种因素的影响，得到的功率很难满足实际功率分布特性。直接建模法利用历史的风电出力数据，利用统计学原理综合考虑出力特征，有较高的可靠性。常用的用来构建风电出力模型的方法有自回归滑动平均模型(Autoregressive Moving Average Model,ARMA)、Copula相关性模型、蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)随机模拟模型。ARMA算法对风电出力进行建模需要对模型的参数进行估计，当历史数据规律性较差时，得到的结果误差较大。

发明内容

本申请提供基于灵活时间边界的多场景切换风电序列模拟方法及装置，以至少解决相关技术中分类精确度差和模拟效率较低的技术问题。

本申请第一方面实施例提出基于灵活时间边界的多场景切换风电序列模拟方法，所述方法包括：

获取风电场输出的多个原始风电出力序列；

基于已有的风电出力场景对应的典型场景出力曲线，确定所述多个原始风电出力序列各自所属的风电出力场景；

根据所述多个原始风电出力序列各自所属的风电出力场景，建立多个风电出力场景之间切换的状态转移概率矩阵；

基于所述多个风电出力场景之间切换的转移概率矩阵，计算所述多个原始风电出力序列的状态转移概率，得到状态转移矩阵；

根据所述状态转移矩阵生成指定长度的风电状态序列，结合量化噪声模型对所述风电状态序列进行风电序列模拟操作，得到风电出力模拟序列。

本申请第二方面实施例提出基于灵活时间边界的多场景切换的风电序列模拟装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取风电场输出的多个原始风电出力序列；