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楊明、韓學山多名專家:多風電場輸出功率的多維場景預測

2015-09-23 來源:電力系統(tǒng)自動化 瀏覽數(shù):1185

  場景預測的流程主要包括2個部分:訓練過程和預測過程。
  訓練過程
  1)利用訓練集對各風電場的每個前瞻時段訓練1個SVM模型,得到K個SVM模型。
  2)利用SVM模型對測試集進行單點值預測,得到單點值預測結果和預測誤差樣本。
  3)利用測試集的預測誤差樣本和對應的數(shù)值天氣預報(NWP)數(shù)據(jù)訓練得到K個SBL模型,并利用誤差樣本及SBL預測結果,形成動態(tài)條件相關回歸模型。
  訓練過程的輸出結果為K個SVM模型(用于點預測)、K個SBL模型(用于誤差分布預測)和1個基于Copula的DCCMR模型(用于描述誤差的時空關系)。
  預測過程
  預測過程主要分為3個模塊:基于SVM模型的點預測模塊、基于SBL模型的概率密度函數(shù)預測模塊和場景抽樣模塊。具體步驟如下:
  1)利用SVM模型對每座風電場的輸出功率進行單點值預測。
  2)對預測誤差建立SBL模型進行誤差的概率密度預測,得到單一風電場輸出功率的邊際概率密度函數(shù)預測結果。
  3)綜合單一風電場輸出功率邊際概率密度預測結果和相關系數(shù)矩陣得到多風電場輸出功率的聯(lián)合概率密度函數(shù),并借助多元隨機變量抽樣技術形成包含動態(tài)時空關聯(lián)特性的多維場景。
  預測過程的輸出結果為每個風電場輸出功率的預測軌跡、預測誤差的聯(lián)合累積分布函數(shù)(JCDF)和相應的多維場景。
  4、多風電場輸出功率場景預測有何特點?
  本文在分析實際風電場預測誤差統(tǒng)計規(guī)律的基礎上,提出了一種多風電場短期輸出功率的聯(lián)合概率密度預測方法,其特點如下:
  1)方法在預測結果中包含風電功率預測誤差的時空關聯(lián)信息,使預測結果更加符合實際。
  2)利用基于Copula函數(shù)的SBL方法,可獲得較為準確的誤差概率分布預測結果,同時,利用誤差修正技術,使單點值預測精度大幅提高。
  3)所得預測模型可以很好地描述誤差的相關信息,無需對誤差的分布作任何假設。
  5、多風電場輸出功率場景預測的效果如何?
  根據(jù)單次聯(lián)合概率密度預測結果形成的場景集合如圖2所示。圖中,帶圈紅色粗線為風電場輸出功率真實值。從圖中可以看出,由于包含了風電功率的時空關聯(lián)特性,所形成場景集合能夠包含絕大部分的真實值且趨勢相似。
  圖2場景預測結果
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