一种基于相关性-量-形三维距离的同步回代缩减方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相关性‑量‑形三维距离的同步回代缩减方法。首先计算初始场景集中每两个场景组合之间的相关性‑量‑形三维距离；采用改进的同步回代缩减算法进行场景缩减得到目标场景数及其对应的概率，同时记录场景缩减过程；计算基于相关性‑量‑形三维距离的有效性指标，通过绘制提取场景数与有效指标之间的关系曲线来确定合适的场景数以及最终场景集。本发明专利技术首次在同步回代缩减算法中提出基于相关性‑量‑形三维距离的概念和计算方法，并提出基于相关性‑量‑形三维距离的有效性指标确定最终提取场景数，有助于同步回代缩减算法推广和发展。

A synchronous back generation reduction method based on correlation volume shape 3D distance

【技术实现步骤摘要】
一种基于相关性-量-形三维距离的同步回代缩减方法
本专利技术属于电网规划领域，涉及一种场景缩减分析方法，特别涉及一种基于相关性-量-形三维距离的场景同步回代缩减方法。
技术介绍
电力系统中长期规划和运行调度均涉及对大量的场景和方案进行分析评价。风力和光伏电站的输出功率随风能和太阳辐射变化，受天气、季节、区域等变量影响具有较强的随机性、波动性和间歇性的特征。风电/光伏的大规模并网影响电力实时平衡威胁电网安全，对电力系统规划和运行提出更高的要求，对提高电力系统风电/光伏发电并网接纳能力提出严峻挑战。场景缩减的目的是通过合并相似场景尽可能利用少量具有代表性的场景描述庞大的数据集合，从而降低问题的复杂程度。场景缩减可以分为确定性场景缩减和不确定性场景缩减两大类：确定性场景缩减主要是从场景变化曲线确定的场景中获得一部分代表性的单元集合代替全周期数据；不确定性场景缩减是在从不确定的连续多时段场景中缩减得到个各时刻确定性场景。确定性场景缩减分析方法主要包括全周期时序场景法、周期内平均值法、周期内缩减合并法等，不确定性场景缩减分析方法主要包括后向缩减法、快速前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相关性-量-形三维距离的同步回代缩减方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、计算初始场景集中每两个场景组合之间的相关性-量-形三维距离；/n步骤2、采用基于相关性-量-形三维距离的场景回代缩减方法进行第k次场景缩减，k＝1,2,3…N-M，其中N为初始场景集中场景总数，M为缩减后的场景数量；/n步骤3、重复步骤2直至经过N-M次场景缩减后，最终得到M个场景及其对应的概率、缩减过程矩阵E；/n步骤4、根据缩减过程矩阵E计算缩减过程的平均相关性-量-形三维距离Q(M)；/n步骤5、计算M个场景间的平均相关性-量-形三维距离S(M)；/n步骤6、定义基于相关性-量-形三维距离的有效性...

【技术特征摘要】
1.一种基于相关性-量-形三维距离的同步回代缩减方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、计算初始场景集中每两个场景组合之间的相关性-量-形三维距离；
步骤2、采用基于相关性-量-形三维距离的场景回代缩减方法进行第k次场景缩减，k＝1,2,3…N-M，其中N为初始场景集中场景总数，M为缩减后的场景数量；
步骤3、重复步骤2直至经过N-M次场景缩减后，最终得到M个场景及其对应的概率、缩减过程矩阵E；
步骤4、根据缩减过程矩阵E计算缩减过程的平均相关性-量-形三维距离Q(M)；
步骤5、计算M个场景间的平均相关性-量-形三维距离S(M)；
步骤6、定义基于相关性-量-形三维距离的有效性指标QS(M)



步骤7，确定合适的场景数，得到最终缩减后的场景集，实现如下：
以M为横坐标，QS(M)为纵坐标作出M与QS(M)之间的关系图，选取下降幅度最大的QS(M)对应的M作为合适的场景数，得到对应场景数下的最终缩减场景集合及其对应概率。


2.如权利要求1所述一种基于相关性-量-形三维距离的同步回代缩减方法，其特征在于：所述步骤1中具体计算方法如下：
记N天出力过程线初始场景集为X＝[X1,X2,...,XN]'，其中第i个场景为Xi＝[xi1,xi2,...,xiT]，i＝1,2,3…N，采样时间节点为t，xit表示第i个场景中第t时间节点对应场景值，初始场景对应概率为P＝[P1,P2,...,PN]'，t＝1,2,3…T，删除的场景为Y，删除场景数为N-M，最终得到的场景为X-Y；
计算初始场景集中每两个场景组合之间的相关性-量-形三维距离公式如下所示：



式中，max(xit)为场景Xi中风电出力最大值，min(xit)为场景Xi中风电出力最小值，max(xjt)为场景Xj中风电出力最大值，min(xjt)为场景Xj中风电出力最小值；θit表示风电出力第i个场景在t时刻的形维波动，Rs表示两个场景之间的等效相关系数。


3.如权利要求2所述一种基于相关性-量-形三维距离的同步回代缩减方法，其特征在于：所述形维波动表示风电出力过程线与水平线之间的夹角变化量，具体计算公式如下：






式中，ki,t为风电出力第i个场景的第t个折线段斜率，t表示时间节点，当t＝1或T时，形维波动为首、尾风电出力折线段与水平线之间的夹角。


4.如权利要求3所述一种基于相关性-量-形三维距离的同步回代缩减方法，其特征在于：两个场景之间的等效相关系数Rs计算方法如下：
两个场景Xi、Xj，其观察数据可以配对为(xi1,xj1)，(xi2,xj2)，····，(xiT,xjT)，将xi1,xi2,...,xiT排序后评秩，其秩记为U，与xit对应的秩为Ui,t(t＝1,2,...,T)；将xj1,xj2,...,xjT排序后评秩，其秩记为V，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭利鸿，余姚果，梅亚东，张祥，肖小刚，张胜，
申请(专利权)人：国家电网公司华中分部，武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42