一种计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统技术方案

本发明专利技术涉及一种计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统，包括：输入单元，获取配电网中支路数据、节点数据和多维分布式光伏电源出力的时序数据；多维相关分析单元，基于ARIMA

【技术实现步骤摘要】
一种计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统


[0001]本专利技术涉及配电网
，尤其是涉及一种计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统。

技术介绍

[0002]大力发展风电、光伏等可再生能源已成为国际社会应对气候变化的广泛共识。其中，光伏发电由于无噪声无污染、能量随处可得且取之不尽、不受地域限制、可以无人值守、建设周期短、规模设计自由度大等特点，已经成为解决当前面临的能源短缺危机、发展电力系统低碳能源的重要途径。目前，太阳能正在实现从补充能源向主体能源的角色过渡，光伏并网发电是太阳能利用的重要形式，其并网方式主要有两种：建筑并网型和大型荒漠并网型。前一种并入配电网，后一种并入输电网。配电网建筑并网型光伏可以充分发挥分布式新能源的优势，具备智能灵活、友好并网和高效环保的特征，成为当前新能源开发的焦点。然而，光伏电源具有只能白天发晚上不发的间歇性特点，而且光伏电源输出功率既容易受到天气影响，尤其在多云天气，发电功率会出现快速剧烈变化，呈现出随机波动性特点，又受到地理分散效应的支配，相邻的多维光伏电源出力呈现相关性特点，因此，光伏出力具有明显的间歇性、随机波动性和相关性，这些强耦合不确定性因素会直接影响配电网接纳光伏电源并网的能力，甚至会出现弃光现象。对于弃光评估，经对现有文献进行检索发现，张振宇、王文倬、张钢等在《电力系统自动化》(2019,43(20):24
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30)发表的《基于非时序模型的新能源消纳能力评估方法》中提出了一种基于新能源理论出力的概率分布和负荷空间概率分布的新能源弃电功率的概率函数构建方法，进而计算得到新能源弃电率，评估系统的新能源消纳能力。徐志成、赵波、丁明等在《中国电机程学报》(2016,36(6):1578
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1587)发表的《基于电压灵敏度的配电网光伏接纳能力随机场景模拟及逆变器控制参数优化整定》中采用基于电压灵敏度的随机场景模拟法对配电网的光伏接纳能力进行评估，并通过类正态概率分布抽样提高评估效率。丁明、刘盛在《电网技术》(2013,37(4):922
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926)发表的《基于遗传算法的多个光伏电源极限功率计算》中采用遗传算法评估得到多个光伏接入时配电网光伏的最大准入容量，得出单个以及多个光伏电源接入配电网的极限功率。赵波、肖传亮、徐琛等在《电力系统自动化》(2017,41(21):105
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111)发表的《基于渗透率的区域配电网分布式光伏并网消纳能力分析》中建立光伏渗透率指标群，分析并网后光伏出力与光伏成本、光伏利用率之间的关系，评估区域配电网对分布式光伏并网的消纳能力。在现有专利方面，通过检索发现，中国专利CN112016186A(2020
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12
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01)申请的《一种基于随机场景构建的年度弃风、弃光率计算方法》通过构建随机的多种场景，并对不同场景进行初步的电力供需平衡模拟，建立弃光的时间段内考虑不同消纳策略的混合整数线性规划模型，得出所有场景的合理的弃光率标尺。中国专利CN109145997A(2019
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01
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04)提供的《一种基于典型弃光场景的弃光电量预测方法及装置》通过获取光伏电站的预测数据，用预测数据确定每个采样样本所属的弃光场景，然后由每个弃光场景的弃光电量计算光伏电站在预测时间段内的总弃光电量。以上论文和专利，虽然可以基于单一准则处理特定的光伏不确定性因素，并计算弃
光场景中的弃光电量，但未考虑新能源主体化后，光伏出力复杂强耦合不确定性对主动配电网运行方式及消纳策略的影响。因此，在新型电力系统背景下，亟需建立准确反映规模化分布式光伏电站出力复杂强耦合不确定的数学模型，提出主动配电网弃光评估方法，保障光伏发电并网的高效性与安全性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统，该系统包括：
[0006]输入单元，获取配电网中支路数据、节点数据和多维分布式光伏电源出力的时序数据，并将各数据输入至多维相关分析单元进行处理。
[0007]多维相关分析单元，根据输入单元的输入数据，基于ARIMA
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SV
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Vine Copula模型对多维分布式光伏电源出力的自相关性、随机波动性和多维相关性等进行分析，获取最终的多维光伏出力概率分布函数。
[0008]配网弃光评估单元，在ARIMA
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SV
‑
Vine copula多维光伏出力相关性模型的基础上，结合蒙特卡洛模拟和Rosenblatt逆变换方法对多维光伏出力不确定性进行采样，并建立主动配电网弃光评估优化模型，评估多维光伏出力复杂不确定性下的光伏消纳情况。所述ARIMA
‑
SV
‑
Vine Copula模型为ARIMA模型、随机波动模型以及D
‑
vine copula模型的结合模型。
[0009]输出单元，输出多维光伏出力复杂不确定性下的光伏消纳情况，并求解主动配电网弃光评估优化模型，计算并输出主动配电网优化运行方式下光伏有功出力的削减量。
[0010]进一步地，所述多维相关分析单元包括：
[0011]ARIMA模型子单元，根据配电网中支路数据、节点数据和多维分布式光伏电源出力的时序数据，基于ARIMA模型，对多维分布式光伏电源出力的平稳时间序列进行分析；
[0012]ARIMA
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SV模型子单元，结合ARIMA模型与随机波动模型创建ARIMA
‑
SV模型，获取光伏出力时序数据自相关性和随机波动性，并获取单个光伏出力的边缘概率分布；
[0013]D
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vine copula模型子单元，根据ARIMA
‑
SV模型得到的单个光伏出力的边缘概率分布，利用n维变量的D藤vine copula联合密度函数计算多维光伏出力的联合概率密度函数和联合概率分布函数，获取多维光伏出力之间的相关性。
[0014]其中，ARIMA模型子单元中，将ARIMA模型应用于多维分布式光伏电源出力的平稳时间序列分析的表达式为：
[0015]y
t
‑
φ1y
t
‑1‑
φ2y
t
‑2‑…‑
φ
p
y
t
‑
p
＝ε
t
+θ1ε
t
‑1+θ2ε
t
‑2+
…
+θ
q
ε
t
‑
q
[0016]式中：{ε
t
}为白噪声序列；{y
t
}为时间序列数据；p为自回归阶数；q为滑动平均阶数；φ1,φ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统，其特征在于，包括：输入单元，获取配电网中支路数据、节点数据和多维分布式光伏电源出力的时序数据，并将各数据输入至多维相关分析单元进行处理；多维相关分析单元，根据输入单元的输入数据，基于ARIMA
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SV
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Vine Copula模型对多维分布式光伏电源出力的自相关性、随机波动性和多维相关性进行分析，获取最终的多维光伏出力概率分布函数；配网弃光评估单元，在ARIMA
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SV
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Vine copula多维光伏出力相关性模型的基础上，结合蒙特卡洛模拟和Rosenblatt逆变换方法对多维光伏出力不确定性进行采样，并建立主动配电网弃光评估优化模型，评估多维光伏出力复杂不确定性下的光伏消纳情况；输出单元，输出多维光伏出力复杂不确定性下的光伏消纳情况，并求解主动配电网弃光评估优化模型，计算并输出主动配电网优化运行方式下光伏有功出力的削减量。2.根据权利要求1所述的计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统，其特征在于，所述ARIMA
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SV
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Vine Copula模型为ARIMA模型、随机波动模型以及D
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vine copula模型的结合模型。3.根据权利要求2所述的计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统，其特征在于，所述多维相关分析单元包括：ARIMA模型子单元，根据配电网中支路数据、节点数据和多维分布式光伏电源出力的时序数据，基于ARIMA模型，对多维分布式光伏电源出力的平稳时间序列进行分析；ARIMA
‑
SV模型子单元，结合ARIMA模型与随机波动模型创建ARIMA
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SV模型，获取光伏出力时序数据自相关性和随机波动性，并获取单个光伏出力的边缘概率分布；D
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vine copula模型子单元，根据ARIMA
‑
SV模型得到的单个光伏出力的边缘概率分布，利用n维变量的D藤vine copula联合密度函数计算多维光伏出力的联合概率密度函数和联合概率分布函数，获取多维光伏出力之间的相关性。4.根据权利要求3所述的计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统，其特征在于，ARIMA模型子单元中，将ARIMA模型应用于多维分布式光伏电源出力的平稳时间序列分析的表达式为：y
t
‑
φ1y
t
‑1‑
φ2y
t
‑2‑…‑
φ
p
y
t
‑
p
＝ε
t
+θ1ε
t
‑1+θ2ε
t
‑2+
…
+θ
q
ε
t
‑
q
式中：{ε
t
}为白噪声序列；{y
t
}为时间序列数据；p为自回归阶数；q为滑动平均阶数；φ1,φ2,
…
,φ
p
和θ1,θ2,
…
,θ
p
为ARIMA模型的参数，且φ
p
≠0，θ
p
≠0。5.根据权利要求3所述的计及多维相关性的主动配电网弃光评估系统，其特征在于，所述ARIMA
‑
SV模型的表达式为：式中：{θ
t
}为随机扰动项；δ为反映平均的波动水平的比例参数；{h
t
}为反映时序数据方差的大小和演变的对数...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏端阳，
申请(专利权)人：上海中楠水电配套工程有限公司，
类型：发明
国别省市：