【技术实现步骤摘要】
基于混合Copula理论的风电场多机聚合等值方法
本专利技术涉及一种能够适应复杂地形环境下的风电场多机聚合等值方法。
技术介绍
由于风电场内部地形空间因素的差异,造成相同风机类型风机风速也存在差异,已有的文献对风电场内部的风机进行了多机等值或单机等值的研究,然而地形差异将风机进行单机等值的模型并不精确。为了更为接近真实的实际风速进行风电场多机群聚合等值,更好的描述相邻风机之间的变量关系并实现多机群聚合等值。传统法的等值是同调等值法,其分类思想是根据发电机的功角进行划分。但是风机与传统的发电机不同,现有根据风速进行划分,相同风速环境的情况下,风况简单,等值方便。已有研究使用K-MEANS算法,将风机的状态变量矩阵作为划分聚类的分类标准。但是传统的K-MEANS算法有着跟随状态矩阵的变化而修改划分类别的缺点,由于风速的波动性带来的是反复进行分类和划分的变更,大大增加了计算难度和运算时间。因此,在对风电场多机聚合时,选择风速切入风速作为等值参考条件,根据切入风速的标准选择等值方法。
技术实现思路
本专利技术目的是在于解决现有风电场多机聚合等值研究中未考虑到风电场内部实际地貌特征以及节点之间风速相关性的问题。为了解决上述技术问题,专利技术人采用了如下的技术方案:一种基于混合Copula理论的风电场多机聚合等值方法,包括以下步骤:通过考虑复杂地形环境下影响风速的因素,主要包括风机排列布置带来的尾流效应、地面粗糙度、障碍物遮挡,运用WAsP软件构建复杂地形的风电场模型,通过仿真获得风速数据。利用历史数据统计得出风机形状参数和尺度参数。选取能够有效反映出尾部特性的Copul ...
【技术保护点】
一种基于混合Copula理论的风电场多机聚合等值方法,其特征在于,包括以下的步骤:1)通过考虑复杂地形环境下影响风速的因素,运用WAsP软件构建复杂地形的风电场模型,通过仿真获得风速数据;利用历史数据统计得出风机形状参数和尺度参数;2)选取能够有效反映出尾部特性的Copula函数,通过将反映不同特性的Copula函数进行组合来构成新的Mixed‑Copula函数用以描述相邻两列风机风速的联合概率分布;3)通过非层级聚类的EM算法进行Mixed‑Copula函数的参数估计,估计出每个Copula函数的反映尾部特征的权系数和反映风速节点相关性的相关系数,最终得到相邻两列节点风速的联合概率分布;4)获得相邻两列节点风速的联合概率分布之后,根据风速服从威布尔分布进行逆变换,然后将整个风电场的风速特性进行重新划分,得到整个风电场新的风速分布;5)基于构造的Mixed‑Copula函数对两个变量的相关性进行分析,分别计算秩相关系数矩阵,根据矩阵计算得出两变量的相关性,通过判定相关性程度,当判定视为有较强的相关性连接时,等值为一种类型,从而对风电场进行重新等值划分。
【技术特征摘要】
1.一种基于混合Copula理论的风电场多机聚合等值方法,其特征在于,包括以下的步骤:1)通过考虑复杂地形环境下影响风速的因素,运用WAsP软件构建复杂地形的风电场模型,通过仿真获得风速数据;利用历史数据统计得出风机形状参数和尺度参数;2)选取能够有效反映出尾部特性的Copula函数,通过将反映不同特性的Copula函数进行组合来构成新的Mixed-Copula函数用以描述相邻两列风机风速的联合概率分布;3)通过非层级聚类的EM算法进行Mixed-Copula函数的参数估计,估计出每个Copula函数的反映尾部特征的权系数和反映风速节点相关性的相关系数,最终得到相邻两列节点风速的联合概率分布;4)获得相邻两列节点风速的联合概率分布之后,根据风速服从威布尔分布进行逆变换,然后将整个风电场的风速特性进行重新划分,得到整个风电场新的风速分布;5)基于构造的Mixed-Copula函数对两个变量的相关性进行分析,分别计算秩相关系数矩阵,根据矩阵计算得出两变量的相关性,通过判定相关性程度,当判定视为有较强的相关性连接时,等值为一种类型,从而对风电场进行重新等值划分。2.根据权利要求1所述的基于混合Copula理论的风电场多机聚合等值方法,其特征在于,所述步骤1)中,构建能够适应复杂地形环境下的风电场风速预测模型,考虑风机的排列布置产生的多尾流效应,同时还考虑了地面粗糙度和障碍物遮挡的影响,运用WAsP软件构建复杂地形的风电场模型,通过仿真获得风速数据,利用历史数据统计得出风机形状参数和尺度参数。3.根据权利要求1所述的基于混合Copula理论的风电场多机聚合等值方法,其特征在于,所述步骤2)和3)中,通过考虑风速存在尾部特性,选用能够反映出对称尾部特性的Frank-Copula函数、对下尾部变化比较敏感Gumbel-Copula函数以及对上尾部相关变化敏感Clayton-Copula函数组成Mixed-Copula函数,其表达式如下:其中,Ci分别表示不同的Copula函数,λi分别表示Frank-Copula函数、Gumbel-Copula和Clayton-Copula函数的权重系数,表示...
【专利技术属性】
技术研发人员:周前,张梦月,卜京,王俊,杨阳,汪成根,张宁宇,胡昊明,
申请(专利权)人:国网江苏省电力公司电力科学研究院,国家电网公司,江苏省电力试验研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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