應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電最大裝機(jī)容量的快速、精確預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)的合理規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。解決該問題的技術(shù)方案：應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，包括：1)建立最大化風(fēng)電裝機(jī)容量的機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型；2)采用結(jié)合最大熵方法的模式搜索法求解機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，得到系統(tǒng)的風(fēng)電最大裝機(jī)容量的預(yù)測(cè)值。本發(fā)明主要用于風(fēng)電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，特別是一種應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，主要適用于風(fēng)電【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著對(duì)環(huán)境問題和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注，包括風(fēng)力發(fā)電在內(nèi)的新能源建設(shè)得到了很大的發(fā)展，風(fēng)電已經(jīng)成為電力系統(tǒng)重要的一部分。一方面，風(fēng)電具有清潔、經(jīng)濟(jì)、可再生的優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大。另一方面，風(fēng)電具有隨機(jī)性、間歇性、不可調(diào)度性和部分可預(yù)測(cè)性，使得大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)給電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。風(fēng)電不確定性的存在對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響，不確定性信息的描述越準(zhǔn)確，越有助于提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
[0003]雖然風(fēng)電預(yù)測(cè)技術(shù)快速發(fā)展，但是在實(shí)際運(yùn)行中，關(guān)于風(fēng)電的不確定性的完全的、精確的描述還是很難得到，而只能得到關(guān)于風(fēng)電功率概率分布的部分信息。比如現(xiàn)有的一些方法(如Monte Carlo方法、Gram-Charlier方法等)，其風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)受預(yù)測(cè)時(shí)間尺度的影響，其預(yù)測(cè)誤差來源于風(fēng)速預(yù)報(bào)誤差、功率輸出模型、預(yù)測(cè)方法等，精度較低。因此，如何基于風(fēng)電以及其他不確定因素的部分信息，確定系統(tǒng)在正常運(yùn)行的前提下可以接受的最大風(fēng)電裝機(jī)容量，成為十分重要的研究課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)上述存在的問題提供一種應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電最大裝機(jī)容量的快速、精確預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)的合理規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟:
[0007]I)建立最大化風(fēng)電裝機(jī)容量的機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，

【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟: 1)建立最大化風(fēng)電裝機(jī)容量的機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，
式中，Pk為包含裝機(jī)容量值的向量，ew為與Pk的維數(shù)相同、所有元素為I的向量T1為線路有功功率向量，其為風(fēng)速向量V，風(fēng)電裝機(jī)容量Pk，常規(guī)發(fā)電機(jī)組有功功率向量Pg和負(fù)荷向量Pd的函數(shù)；Plmax是各條線路的熱穩(wěn)定極限；α為事先給定的置信度水平；Pgmax為常規(guī)機(jī)組出力的最大值；cg為一個(gè)向量，其維數(shù)和Pg相同，Cg中對(duì)應(yīng)于Pg中非零元素位置上的元素取值為I，其他元素取值為O Jgmin為機(jī)組的最小出力值；PW為風(fēng)電輸出功率，其為風(fēng)速V和風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量Pk的函數(shù)；ed為與負(fù)荷向量Pd的維數(shù)相同、所有元素為I的向量； 2)采用結(jié)合最大熵方法的模式搜索法求解機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，得到系統(tǒng)的風(fēng)電最大裝機(jī)容量的預(yù)測(cè)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，采用結(jié)合最大熵方法的模式搜索法求解機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型包括: 2a)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定風(fēng)電裝機(jī)容量向量Pk的初始值<，并確定模式搜索法的搜索基向量V，用于指定搜索方向；向量Pk中的η個(gè)元素對(duì)應(yīng)η個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的裝機(jī)容量值；設(shè)計(jì)數(shù)器k =O ； 2b)計(jì)算<對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，即系統(tǒng)總的風(fēng)電裝機(jī)容量? I2c)根據(jù)該風(fēng)電裝機(jī)容量向量值、機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型中的第二條和第三條約束，以及經(jīng)典的電力系統(tǒng)直流潮流模型，采用半不變量法計(jì)算系統(tǒng)中線路潮流的矩的信息； 2d)根據(jù)線路潮流的矩的信息，采用最大熵模型計(jì)算線路潮流的最優(yōu)的概率密度函數(shù)； 2e)根據(jù)線路潮流的最優(yōu)的概率密度函數(shù)以及線路的熱穩(wěn)定極限，計(jì)算各條線路不過負(fù)荷的概率；如果各條線路不過負(fù)荷的概率均大于或等于α，說明該風(fēng)電裝機(jī)容量向量值滿足機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型的約束條件，執(zhí)行步驟2f);如果有一條線路不過負(fù)荷的概率小于α，說明該風(fēng)電裝機(jī)容量向量值不滿足機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型的約束條件，返回步驟2a)； 2f)以L為搜索步長(zhǎng)，搜索1?相鄰的其他各點(diǎn)，即<+FUX / = ?…2?;執(zhí)行步驟2b)-2e)判斷各點(diǎn)是否滿足約束條件，并且計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值； 2g)如果有一個(gè)點(diǎn)滿足約束條件，并且目標(biāo)函數(shù)值更優(yōu)，則表示搜索成功，設(shè)If1 =K “1/‘).“且下次搜索時(shí)以/^為中心，令[=卜6，δ>1擴(kuò)大搜索范圍，且k =k+Ι;如果沒有找到這樣的點(diǎn)則表示搜索失敗，仍以^為中心，令L = L.λ, λ〈1縮小搜索范圍； 2h)重復(fù)步驟2f)~2g)，直到達(dá)到終止條件；模式搜索法搜索到的最后一個(gè)點(diǎn)輸出的<中的各個(gè)元素為對(duì)應(yīng)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)最大的風(fēng)電裝機(jī)容量預(yù)測(cè)值，其目標(biāo)函數(shù)值?即為系統(tǒng)的風(fēng)電最大裝機(jī)容量的預(yù)測(cè)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:所述最大熵模型為，
式中，h(x)為隨機(jī)變量X的熵，p(x)為X的概率密度函數(shù)，函數(shù)Φη(χ) = χη, μη為已知的各階矩的值，η = 1,2,3...0
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:所述線路不過負(fù)荷的概率
；式中,P(P1)為線路潮流P1的概率密度函



^irlWX數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟2g)中判斷目標(biāo)函數(shù)值是否更優(yōu)的方法為: 若e:.1 > ( Pi，則表明Pj —1對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值更優(yōu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用最大熵原理的風(fēng)電最大裝機(jī)容量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:所述終止條件為迭代次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104201710SQ201410360110
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】徐謙, 孫黎瀅, 楊升峰, 朱永佳, 戴攀 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院