[发明专利]多风电场功率建模、PDF构建、预测场景生成方法和系统

权利要求书

1.一种多风电场功率相依性结构建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.根据风电场功率边缘概率分布函数，分别计算各风电场功率的累计概率，得到各个风电场功率的累积概率序列；

S2.将各个风电场功率的累积概率序列共同输入至时变R藤Copula模型，得到多风电场功率的时变R藤Copula模型；

所述时变R藤Copula模型通过以下方式构建：

(1)建立基于混合时变二元Copula模型的pair Copula模型，所述pair Copula模型用于表征每两个风电场功率相依性结构信息，所述pair Copula模型表达式如下：

其中，u,v表示pair Copula模型的输入数据；C_Mix表示混合时变二元Copula模型；C_i表示选择用于组成C_Mix的二元Copula模型；ω_i表示C_i的权重系数；和分别表示C_Mix和C_i模型的参数集合，n表示参与构建混合时变二元Copula模型的二元Copula模型的数量；

(2)基于R藤Copula模型结构生成方法，将所有混合时变二元Copula模型扩展为多风电场功率相依性结构模型；

步骤(2)中，R藤结构生成方法如下：

步骤1：将各个风电场功率的累积概率序列作为R藤中第一层“树”结构的输入数据，用混合时变二元Copula模型拟合任意两列输入数据的pair Copula；

步骤2：用AIC指标评价步骤1中各个pair Copula的准确性；

步骤3：在保证无环状结构的基础上，以该层“树”结构中所有pair Copula模型的AIC指标值之和最小为目标，确定第一层“树”结构，初始化k＝1；

步骤4：当已经生成了第k层“树”结构的情况下，第k+1层“树”结构的输入数据计算如下：

其中，F_β(e)|γ(e)和F_α(e)|γ(e)分别表示第k层“树”结构的两列输入数据；C_{α(e),β(e)|γ(e)}表示第k层“树”结构中基于F_β(e)|γ(e)和F_α(e)|γ(e)拟合出的pair Copula函数；F_{α(e)|{γ(e),β(e)}}和F_{β(a)|{γ(e),α(e)}}分别表示第k+1层“树”结构可能的输入数据；表示求偏导；

步骤5：当已经生成了第k层“树”结构拓扑的情况下，列举出第k+1层“树”结构所有可能的拓扑，有效的拓扑将满足如下约束：

其中，e_a,e_b表示两条“边”，即pair Copula函数；表示第k+1层“树”结构中所有“边”的集合；#表示集合的势运算；

步骤6：对于步骤5中第k+1层“树”结构所有可能的拓扑，用混合时变二元Copula模型拟合pair Copula函数；

步骤7：以第k+1层“树”结构中所有pair Copula模型的AIC指标值之和最小为目标，确定第k+1层“树”结构的拓扑，k＝k+1；

步骤8：重复步骤4至步骤7，直至生成所有“树”结构的拓扑，这些“树”结构共同构成了时变R藤Copula模型的R藤结构。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二元Copula模型是t Copula模型、Clayton Copula模型或者Gumbel Copula模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，混合时变二元Copula模型的参数使用极大似然估计方法进行估计，表达式如下：

其中，表示混合时变二元Copula模型C_Mix的参数估计结果；argmax表示求取最大时各参数值的函数。