1.一种新型风电功率预测方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)依据实地风速测量,获取一个月内每天的风速-功率数据,组成风速-功率样本;
2)根据此风速-功率样本,建立基于P-Q分段云的风速-功率映射关系;
3)根据风速vt和vt+1的大小,分别判断其所属P-Q分段云的区段(i,j),构建相应功率正态云,求取对应两段风速-功率正态状态转移核;
4)采用拒绝抽样法生成风速vt+1下的功率输出预测值
5)将产生的 作为已知状态,重复步骤2)至步骤3)得到 并以此类推,进行多点预测;
6)根据式Fi(p)=F-1(Finew(p))对预测数据进行正态反变换,得到的数据序列即为原始功率序列,实现风功率预测。
2.根据权利要求1所述的一种新型风电功率预测方法,其特征在于,所述步骤2的建立基于P-Q分段云的风速-功率映射关系采用如下方法:
1)取出此地一个月内的风速-功率样本;
2)建立P-Q分段法;
3)采用P-Q分段法将此样本数据划分为10个区段,每个区段具有相似的概率及不确定性质;
4)建立样本云模型;
5)对任意区段数据进行正态变换,具体步骤为:①首先通过拟合的方法得到原始功率数据序列Pvt的累积概率分布函数F(·)②利用CDF技术对该原始数据 进行变换,得到服从[0,1]分布的均匀序列Ut③利用样本云模型对原始序列Ut进行正态变换,得到服从标准正态分布的功率过程序列
6)采用逆向云发生器对经过步骤2和步骤3处理过的每个区段样本求取样本云模型期望Exi、熵Eni以及超熵Hei指标;
7)采用正向云发生器根据步骤4产生的样本云模型参数生成新的样本数据,得到各区段风速-功率映射关系。
3.根据权利要求2所述的一种新型风电功率预测方法,其特征在于,所述步骤2的建立P-Q分段法包括如下步骤:
1)设一个月内风功率输出曲线上的相邻4点为(O,P,Q,R),曲线凹凸性质取决于不共性的矢量叉积的正负;
2)对4个有序点(O,P,Q,R)形成3个有序矢量,分别为 对其进行叉积计算,即:
3)当两个相邻矢量叉积符号为负时,两个矢量区段间存在凹凸性质转变的拐点,该拐点即为P-Q连线与曲线的交点,即曲线P-Q分段节点;
4)实现区段的P-Q分段。
4.根据权利要求2所述的一种新型风电功率预测方法,其特征在于,所述步骤4中建立样本云模型包括如下步骤:
1)设U为论域,并且C是U上的定性概念;
2)设x∈U是定性概念C的一次随机实现,且具有稳定倾向的数值μ,则可以得到样本云模型的数学表达式:μ:U→[0,1],∨x∈U,x→μ(x)式中:x在论域U上的分布称为云,(x,μ)为分布云的云滴;
3)通过逆向云发生器获得样本云模型用期望Ex、熵En及超熵He等3个数字特征描述数据。
5.根据权利要求1所述的一种新型风电功率预测方法,其特征在于,所述步骤3的求取对应两段风速-功率正态状态转移核的方法包括如下步骤:
1)设一阶连续马尔科夫链模型为:
式中:v(t)为关于时刻t的风速序列函数; 为CSMC过程的一步状态转移核,表示在已知前k个时刻风速对应输出功率的前提下,下一时刻风速v(k+1)对应输出功率的概率分布函数。
2)采用拒绝抽样法得到下一时刻风速下风电场有功功率输出数值,着重求取样本云模型的状态转移核;
经过处理后的 和 服从正态云分布,记为:
式中: 和 分别服从正态分布,记作:
3)相邻时刻风速下风电场的功率输出均服从正态分布,它们可以构成的二维随机向量可近似认为服从二元正态分布,其联合概率密度函数为 则风速-功率状态转移核为:式中:H(·)是随机过程中相邻时刻风速下功率输出的二维联合概率分布;F(·)为风电场在风速vt下功率输出 的边缘分布。
6.一种新型风电功率预测装置,其特征在于,包括:测量模块、依次与测量模块连接的P-Q分段模块、正态变换模块、风速-功率映射关系模块、正态状态转移核模块、拒绝抽样模块、正态反变换模块和显示模块;
所述测量模块,用于获取一个月内的风速-功率数据样本;
所述P-Q分段模块,用于利用P-Q分段法将样本数据划分为10个区段;
所述正态变换模块,用于将10个样本区段进行正态变换;
所述风速-功率映射关系模块,用于生成风速-功率映射关系;
所述正态状态转移核模块,用于求取风速-功率正态转移核;
所述拒绝抽样模块,用于生成不同风速下的功率输出预测值;
所述正态反变换模块,用于对预测数据进行正态反变换,得到原始功率序列;
所述显示模块,用于显示原始功率序列,实现风功率预测。