[发明专利]一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法

说明书

本发明公开了一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法，属于发电、变电或配电的技术领域。该方式是一种以预测估计偏差越界点占比最小为目标的、充分计及新能源预测误差与预测功率之间的相关性从而实现对新能源出力预测结果的不确定性进行合理估计的方法，通过该方法确定提高新能源出力误差可信区间估计准确性的最佳预测功率分段方式，基于该优化分段方式可对后续新能源的出力开展误差可信区间估计，从而为系统调度的备用安排提供科学依据。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化术，具体涉及一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法，属于发电、变电或配电的技术领域。

背景技术

新能源发电接入的不断增加及外来电力容量的大规模接入使得电网调峰压力巨大，这主要反映在新能源发电出力波动剧烈、区外清洁能源电力调峰不足等，新能源的接入造成调峰困难且存在弃风弃光的隐患，电网因此面临着调度安排上的巨大困难。此外，目前新能源发电的备用及调峰安排依据经验开展，存在较大的不确定性，对备用及调峰容量大小的确定也缺乏数理依据。因此，通过对新能源发电预测结果进行量化评估进而为预测数据在调度计划中做合理应用是一项具有现实意义的迫切任务。

现有的新能源预测误差的研究主要集中在分布特性上，且对新能源预测结果的误差可信区间估计的研究不多。本申请旨在通过优化预测功率分段区间实现新能源出力误差可信区间的估计。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法，以预测估计偏差越界点占比最小为目标，充分计及新能源预测误差与预测功率之间的相关性，实现了对新能源出力预测结果的不确定性进行合理估计的方法，解决了现有新能源预测误差研究鲜有估计误差可信区间的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法，对预测功率数据序列进行分割，初始化预测功率分段区间，依据功率预测数据所属分段映射的预测误差分段区间初始化预测误差分段区间，估计给定置信度下各预测误差分段区间的可信区间，根据各预测误差分段区间的可信区间拟合预测功率曲线的可信上限曲线和可信下限曲线，建立以预测估计偏差越界点占比最小为目标的最佳可信区间估计模型，以表征分割点是否为预测功率分段点的决策变量为最佳可信区间估计模型的控制变量优化预测估计偏差越界点集合。

进一步地，一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法，估计给定置信度下各预测误差分段区间的可信区间的方法为：采用核密度估计法对各预测误差分段区间进行概率分布特性估计，依据各预测误差分段区间的概率分布特性构建获得可信区间的最小概率区间模型，最小概率区间模型以可信区间长度最短为目标并在给定置信度下优化可信区间上下限。

进一步地，一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法，根据各预测误差分段区间的可信区间拟合预测功率曲线的可信上限曲线和可信下限曲线的方法为：对于满足w·τ_k-1＜p_j＜w·τ_k的第j个预测功率数据p_j，在给定置信度下的预测功率可信区间上限和下限为w为分割预测功率数据序列的步长，τ_k-1、τ_k为第k-1个预测功率数据和第k个预测功率数据，为第k个预测误差分段区间可信区间的上下限，p_cap为被预测新能源所在电厂的装机容量。

进一步地，一种预测功率优化分段下新能源出力误差可信区间估计法，最佳可信区间估计模型为：out_spot为预测估计偏差越界点占比，为判断根据第j个功率实测值得到的预测估偏差是否越界的指示函数，受控制变量的约束，为预测估计偏差越界点集合，S(C_divide(k))为第k个预测误差分段区间的样本容量，V_set为样本容量设定值，N为功率预测数据个数，m为预测误差分段区间的总数。