本發(fā)明涉及新能源功率預(yù)測(cè)，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電日內(nèi)供電保障能力預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電資源的空間分布特性以及風(fēng)電功率輸出的時(shí)間波動(dòng)性，直接影響了風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行調(diào)度和電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。為支持風(fēng)電資源的高效開發(fā)和穩(wěn)定運(yùn)行，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出成為必要的基礎(chǔ)。當(dāng)前的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型主要基于氣象數(shù)據(jù)和風(fēng)電機(jī)組參數(shù)，但在保障電力可靠性供應(yīng)的要求下，傳統(tǒng)模型往往無(wú)法有效預(yù)測(cè)供電能力，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況存在較大偏差，影響了風(fēng)電在電網(wǎng)中的穩(wěn)定運(yùn)行及保障能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出一種風(fēng)力發(fā)電日內(nèi)供電保障能力預(yù)測(cè)方法，能夠以實(shí)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向等氣象數(shù)據(jù)作為輸入，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)的日內(nèi)保障發(fā)電能力；同時(shí)通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)結(jié)果中保障電量占比較傳統(tǒng)預(yù)測(cè)均可提升10～20％，顯著提高了風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和保障電量的可靠性。

2、本發(fā)明還提出一種具有上述風(fēng)力發(fā)電日內(nèi)供電保障能力預(yù)測(cè)方法的系統(tǒng)及介質(zhì)。

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電日內(nèi)供電保障能力預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

4、構(gòu)建損失函數(shù)，并基于所述損失函數(shù)確定保障能力結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)值之間的觀測(cè)誤差，并獲取預(yù)測(cè)功率與實(shí)際觀測(cè)值之間的觀測(cè)偏差；

5、設(shè)定保供系數(shù)，利用所述保供系數(shù)將觀測(cè)偏差調(diào)整為修正偏差；

6、對(duì)所述修正偏差中的元素進(jìn)行截?cái)嗖僮鳎瑢⒃叵拗圃谥付ǚ秶鷥?nèi)得到限制后的修正偏差；

7、基于所述限制后的修正偏差和預(yù)設(shè)的懲罰權(quán)重確定懲罰項(xiàng)的值；

8、根據(jù)所述預(yù)測(cè)值與實(shí)際觀測(cè)值之間的關(guān)系應(yīng)用不同的損失項(xiàng)，并根據(jù)不同樣本應(yīng)用的不同損失項(xiàng)的損失值求取平均損失；

9、基于所述平均損失估算電力系統(tǒng)的保障能力。

10、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電日內(nèi)供電保障能力預(yù)測(cè)方法，至少具有如下有益效果：

11、本方法不僅考慮了傳統(tǒng)功率預(yù)測(cè)模型中的氣象因素，還重點(diǎn)引入了對(duì)正偏差的懲罰機(jī)制，即在模型中加強(qiáng)對(duì)功率預(yù)測(cè)中高估部分的約束，減少過(guò)高預(yù)測(cè)導(dǎo)致的電力供應(yīng)不足問(wèn)題。此外，本發(fā)明通過(guò)保供電量占比最大化的博弈模型，綜合考慮電力系統(tǒng)的保障能力，使預(yù)測(cè)結(jié)果能夠更好地服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行需求?？梢愿珳?zhǔn)地評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)在不同氣象條件下的功率輸出，尤其在保障電力供應(yīng)時(shí)具有更高的可靠性和實(shí)用性，助力電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和風(fēng)電資源的合理開發(fā)，具有顯著的工程應(yīng)用價(jià)值和推廣潛力。

12、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述損失函數(shù)emse可以表示為：

13、

14、式中：ytrue_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)際觀測(cè)值；ypred_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的預(yù)測(cè)值；n為樣本數(shù)量。

15、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述獲取預(yù)測(cè)功率與實(shí)際觀測(cè)值之間的觀測(cè)偏差d，其公式可表示為：

16、d＝y(tǒng)pred_i-ytrue_i

17、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述保供系數(shù)β能過(guò)將部分負(fù)偏差修正為正偏差，修正偏差z的表達(dá)式為：

18、z＝d+β

19、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述對(duì)所述修正偏差中的元素進(jìn)行截?cái)嗖僮?，將元素限制在指定范圍?nèi)得到限制后的修正偏差的步驟中，采用clamp函數(shù)用于對(duì)修正偏差中的元素進(jìn)行截?cái)嗖僮?，是將z中小于0的元素截?cái)酁?；即將負(fù)值置為0，具體可以表示為：

20、

21、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述基于所述限制后的修正偏差和預(yù)設(shè)的懲罰權(quán)重確定懲罰項(xiàng)的值的步驟，其公式為：

22、

23、其中，qpenalty為懲罰項(xiàng)，α為懲罰權(quán)重。

24、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述方法的評(píng)價(jià)函數(shù)為：

25、

26、其中，x表示需要優(yōu)化的參數(shù)向量α、β和γ；g(x)為保障率；m是一個(gè)非常大的常數(shù)，用于懲罰不滿足g1(x)要求的解；

27、其約束條件滿足：

28、g1(x)≥0.95

29、參數(shù)范圍：

30、1≤α≤100

31、1≤β≤100

32、0.1≤γ≤5.0。

33、根據(jù)本發(fā)明的第二方面實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電日內(nèi)供電保障能力預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

34、損失函數(shù)構(gòu)建模塊，能夠構(gòu)建損失函數(shù)，并基于所述損失函數(shù)控制保障能力結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)值之間的誤差大小，并獲取預(yù)測(cè)功率與實(shí)際觀測(cè)值之間的觀測(cè)偏差；

35、偏差修正模塊，能夠設(shè)定保供系數(shù)，利用所述保供系數(shù)將觀測(cè)偏差調(diào)整為修正偏差；

36、偏差截?cái)嗄K，能夠?qū)λ鲂拚钪械脑剡M(jìn)行截?cái)嗖僮?，將元素限制在指定范圍?nèi)得到限制后的修正偏差；

37、懲罰項(xiàng)計(jì)算模塊，能夠基于所述限制后的修正偏差和預(yù)設(shè)的懲罰權(quán)重確定懲罰項(xiàng)的值；

38、損失計(jì)算模塊，能夠根據(jù)所述預(yù)測(cè)值與實(shí)際觀測(cè)值之間的關(guān)系應(yīng)用不同的損失項(xiàng)，并根據(jù)不同樣本應(yīng)用的不同損失項(xiàng)的損失值求取平均損失；

39、供保能力估計(jì)模塊，能夠基于所述平均損失估算電力系統(tǒng)的保障能力。

40、進(jìn)一步地，所述損失函數(shù)構(gòu)建模塊中的損失函數(shù)emse可以表示為：

41、

42、式中：ytrue_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)際觀測(cè)值；ypred_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的預(yù)測(cè)值；n為樣本數(shù)量。

43、進(jìn)一步地，所述損失函數(shù)構(gòu)建模塊獲取預(yù)測(cè)功率與實(shí)際觀測(cè)值之間的觀測(cè)偏差d，其公式可表示為：

44、d＝y(tǒng)pred_i-ytrue_i

45、進(jìn)一步地，所述偏差修正模塊中的保供系數(shù)β能過(guò)將部分負(fù)偏差修正為正偏差，修正偏差z的表達(dá)式為：

46、z＝d+β

47、進(jìn)一步地，所述偏差截?cái)嗄K中，采用clamp函數(shù)用于對(duì)修正偏差中的元素進(jìn)行截?cái)嗖僮?，是將z中小于0的元素截?cái)酁?；即將負(fù)值置為0，具體可以表示為：

48、

49、進(jìn)一步地，所述懲罰項(xiàng)計(jì)算模塊中，懲罰項(xiàng)的計(jì)算公式為：

50、

51、其中，qpenalty為懲罰項(xiàng)，α為懲罰權(quán)重。

52、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)的評(píng)價(jià)函數(shù)為：

53、

54、其中，x表示需要優(yōu)化的參數(shù)向量α、β和γ；g(x)為保障率；m是一個(gè)非常大的常數(shù)，用于懲罰不滿足g1(x)要求的解；

55、其約束條件滿足：

56、g1(x)≥0.95

57、參數(shù)范圍：

58、1≤α≤100

59、1≤β≤100

60、0.1≤γ≤5.0。

61、根據(jù)本發(fā)明第三方面實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于以執(zhí)行上述風(fēng)力發(fā)電日內(nèi)供電保障能力預(yù)測(cè)方法。

62、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。