考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法技术

技术编号：41291709 阅读：4 留言：0更新日期：2024-05-13 14:42

本发明专利技术公开了一种考虑风光联合出力不确定性的电‑氢概率能量流计算方法，属于电‑氢综合能源系统技术，该方法包括：基于动态Copula理论和风光联合出力的相关性，构建适合风光出力数据的动态Copula模型；根据动态Copula模型，选取Copula函数族构建风光联合出力模型；根据电氢耦合系统中管道氢流量和节点气压状态变量间关系，结合风光联合出力模型和电、氢负荷概率分布模型，建立含风光联合出力不确定性的电‑氢综合能源系统能量流模型；对风光联合出力模型和电‑氢综合能源系统能量流模型进行线性化处理；根据线性处理后的模型计算电‑氢综合能源系统各状态变量的概率分布特征。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电-氢综合能源系统，具体而言，涉及一种考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法。

技术介绍

1、氢能作为一种清洁能源，具有能量密度高、无污染排放的显著优势，得到了学术界和工业界的广泛关注。由电力系统和氢能系统相互耦合互联而成的系统称为电-氢综合能源系统，其优势在于提升综合能效的同时，还可以兼顾系统的运行经济性，是未来能源的主要承载形式，由此使电-氢综合能源系统相关的安全运行问题受到越来越多的关注，迫切需要研究电力系统和氢能系统之间的相互影响。

2、同时，随着光伏、风电等可再生能源大规模并网，电力系统与氢能系统交互耦合日益密切，综合能源系统中的随机性因素变得更加复杂，对综合能源系统安全运行等方面的影响也越来越大。目前研究不确定性因素对于电力系统的影响已较为成熟，但对综合能源系统影响的分析研究尚需进一步深入。传统确定性潮流计算方法由于未能考虑到可再生能源出力波动、负荷预测误差、发电机停运等不确定性因素而存在局限性，概率潮流作为处理不确定性的有效手段因此引入其中，在新能源渗透不断加大的电-氢综合能源系统的能量流分析中扮演着重要作用。然而现有电-氢综合能源系统概率能量流计算中大多考虑风电或光伏出力的不确定性，而忽略了同一地区风光联合出力的相关性。此外，已有研究采用蒙特卡洛模拟方法计算概率能量流，然而该过程耗时较长；还有部分研究采用点估计方法，然而此方法在计算过程中仅采用前三阶矩数据，存在精度较低的问题。综上，目前缺乏一种准确高效的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法。

<p>技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，以至少解决现有技术中缺乏准确高效的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法的问题。

2、为实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，包括：

3、基于动态copula理论和风光联合出力的相关性，构建适合风光出力数据的动态copula模型；

4、根据所述动态copula模型，选取copula函数族构建风光联合出力模型；

5、根据电氢耦合系统中管道氢流量和节点气压状态变量间关系，结合风光联合出力模型和电、氢负荷概率分布模型，建立含风光联合出力不确定性的电-氢综合能源系统能量流模型；

6、对所述风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型进行线性化处理；

7、根据线性处理后的风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型计算电-氢综合能源系统各状态变量的概率分布特征。

8、可选地，构建适合风光出力数据的动态copula模型包括：根据风光联合出力的特点，选择需要构建的copula函数模型的动态copula函数，动态copula函数包括：动态正态copula函数、动态t-copula函数、动态clayton-copula函数及动态symmetrized joe-clayton copula函数，分别对动态copula函数进行构建。

9、可选地，根据所述动态copula模型，选取copula函数族构建风光联合出力模型，包括：

10、对风电出力和光伏出力数据进行标幺化处理；

11、根据标幺化处理后的风电出力和光伏出力数据，进行静态相关系数估计，根据静态相关系数构建静态copula模型；

12、根据标幺化处理后的风电出力和光伏出力数据，对动态copula模型的动态相关系数进行估计，根据动态相关系数构建动态copula模型；

13、采用拟合优度检验方法对所述静态和动态copula模型的拟合优度进行检验，选择最优静态和动态copula模型作为风光联合出力模型。

14、可选地，建立含风光联合出力不确定性的电-氢综合能源系统能量流模型包括：

15、分析电-氢耦合系统中管道氢流量和节点气压状态变量间关系；

16、根据分析结果，建立电解槽模型、加压机模型以及燃料电池模型；建立电力系统模型；建立氢能管道系统模型；建立电、氢负荷的概率分布模型。

17、可选地，电、氢负荷的概率分布模型采用正态分布模型来描述电-氢耦合系统中的有功和无功负荷以及氢能系统中的氢负荷，表达式为：

18、

19、式中：el为电力系统和氢能系统中的负荷；μl、σl分别为电、氢负荷相应的均值和标准差。

20、可选地，线性化处理采用半不变量法和gc级数法处理并忽略级数展开时的高次项，使风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型的表达式整理为矩阵形式。

21、可选地，根据线性处理后的风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型计算电-氢综合能源系统各状态变量的概率分布，包括：

22、根据线性处理后的风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型计算相应的输入随机变量的各阶中心矩和半不变量，输入随机变量x包括：风、光出力历史数据和电、氢负荷；

23、计算电-氢综合能源系统的输出变量的半不变量；

24、根据输出变量的半不变量，采用gc展开级数法求输出状态变量的随机分布，即电-氢耦合系统相应输出状态变量的概率分布，表达式为：

25、

26、式中，为归一化的输出状态变量；和分别为输出状态变量呈正态分布时的概率密度函数以及累计分布函数；gi为i阶归一化的半不变量。

27、根据本申请的再一方面，还提供了一种考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算装置，包括：

28、动态copula模型选取模块，用于基于动态copula理论和风光联合出力的相关性，构建适合风光出力数据的动态copula模型；

29、风光联合出力模型建立模块，用于根据所述动态copula模型，选取copula函数族构建风光联合出力模型；

30、电-氢综合能源系统能量流模型建立模块，用于根据电氢耦合系统中管道氢流量和节点气压状态变量间关系，结合风光联合出力模型和电、氢负荷概率分布模型，建立含风光联合出力不确定性的电-氢综合能源系统能量流模型；

31、线性化处理模块，用于对所述风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型进行线性化处理；

32、概率分布特征计算模块，用于根据线性处理后的风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型计算电-氢综合能源系统各状态变量的概率分布特征。

33、根据本申请的一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一项一种所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法。

34、根据本申请的又一个方面，一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行任意一项本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，构建适合风光出力数据的动态Copula模型包括：根据风光联合出力的特点，选择需要构建的Copula函数模型的动态Copula函数，动态Copula函数包括：动态正态Copula函数、动态t-Copula函数、动态Clayton-Copula函数及动态Symmetrized Joe-ClaytonCopula函数，分别对动态Copula函数进行构建。

3.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，根据所述动态Copula模型，选取Copula函数族构建风光联合出力模型，包括：

4.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，建立含风光联合出力不确定性的电-氢综合能源系统能量流模型包括：

5.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，电、氢负荷的概率

6.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，线性化处理采用半不变量法和GC级数法处理并忽略级数展开时的高次项，使风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型的表达式整理为矩阵形式。

7.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，根据线性处理后的风光联合出力模型和电-氢综合能源系统能量流模型计算电-氢综合能源系统各状态变量的概率分布，包括：

8.一种考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法。

10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行权利要求1至7中任意一项所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法。

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【技术特征摘要】

1.一种考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，构建适合风光出力数据的动态copula模型包括：根据风光联合出力的特点，选择需要构建的copula函数模型的动态copula函数，动态copula函数包括：动态正态copula函数、动态t-copula函数、动态clayton-copula函数及动态symmetrized joe-claytoncopula函数，分别对动态copula函数进行构建。

3.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，根据所述动态copula模型，选取copula函数族构建风光联合出力模型，包括：

5.根据权利要求1所述的考虑风光联合出力不确定性的电-氢概率能量流计算方法，其特征在于，电、氢负荷的概率分布模型采用正态分布模型来描述电-氢耦合系统中的有...

【专利技术属性】
技术研发人员：何承瑜，覃惠玲，陈志君，罗天禄，任洲洋，林信，唐慧珍，卢纯颢，谭集慧，潘珍，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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