一种光伏出力曲线的随机生成方法及装置与流程

1.本发明涉及电网光伏出力预测的技术领域，特别是涉及一种光伏出力曲线的随机生成方法及装置。


背景技术：

2.我国积极推动能源转型，风、光等新能源逐步代替传统的化石能源，电源结构发生了巨大变化；然而，在新型电力系统中，作为主力电源的风电、光伏等电源的一次侧能源难以存储，使其发电功率对天气状况的变化高度敏感，受到极端气象事件、自然灾害等突发事件影响的程度远高于传统电源和负荷，给电力系统的安全可靠性带来了来自不同时间尺度的多种新风险。因此，对新型电力系统规划方案的评估中，有必要考虑极端气象条件下电网可靠供电能力的影响，评价电网对新能源的承载能力。
3.台风是对高比例新能源电力系统影响最大的极端气象事件之一；开展台风期间高比例新能源电网的运行评估，首先需要准确的模拟从台风到来之前至台风离境之后持续1－2周期间的新能源发电功率的变化场景，目前对台风影响下大范围光伏出力曲线的变化场景生成技术研究不足，面临模型和方法的缺失。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种光伏出力曲线的随机生成方法及装置，实现台风期间不同地区的光伏电站的光伏出力曲线的准确模拟。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏出力曲线的随机生成方法，包括：
6.获取随机台风数据，其中，所述随机台风数据包括台风中心路径和台风强度；计算所有待评估光伏电站到所述台风中心路径的垂直距离，根据所述垂直距离，获取每个待评估光伏电站对应的距离类型；
7.根据所述台风强度和所述距离类型，获取每个待评估光伏电站对应的预构建光伏出力模式序列样本库，以使从所述预构建光伏出力模式序列样本库中随机选取所述每个待评估光伏电站对应的光伏出力模式序列样本；
8.获取所述光伏出力模式序列样本中的所有光伏出力模式，对每一光伏出力模式从预构建光伏出力曲线样本库中获取其对应的光伏出力曲线样本，根据所有光伏出力曲线样本，生成每个光伏电站对应的光伏出力曲线。
9.在一种可能的实现方式中，预构建光伏出力曲线样本库，具体包括：
10.获取光伏电站的历史光伏出力曲线库，对所述历史光伏出力曲线库中的每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到历史光伏出力归一化曲线；
11.计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量和峰值系数，根据所述等效发电量和所述峰值系数，对每条历史光伏出力归一化曲线进行聚类，得到每条历史光伏出力归一化曲线对应的聚类模式；
12.根据所述聚类模式，获取属于该聚类模式下的所有史光伏出力归一化曲线，生成
光伏出力曲线样本库。
13.在一种可能的实现方式中，计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量和峰值系数，具体包括：
14.根据预设等效发电计算公式，计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量，其中，所述预设等效发电计算公式如下所示：
[0015][0016]
式中，ai为等效发电量，si(t)为历史光伏出力归一化曲线；
[0017]
根据标准曲线对每条历史光伏出力归一化曲线进行最小二乘拟合处理，得到拟合系数，并将所述拟合系数作为每条历史光伏出力归一化曲线的峰值系数，其中，所述标准曲线如下所示：
[0018][0019]
式中，t
sr
和t
ss
分别为日出时间和日落时间；
[0020]
最小二乘拟合处理，如下所示：
[0021][0022]
式中，c
si
为拟合系数。
[0023]
在一种可能的实现方式中，预构建光伏出力模式序列样本库，具体包括：
[0024]
根据光伏电站到历史台风中心路径的垂直距离，设置光伏电站的距离类型，其中，所述距离类型包括近距离光伏电站、中距离光伏电站和远距离光伏电站；
[0025]
获取台风期间每个光伏电站每日对应的第一光伏出力归一化曲线，得到每个光伏电站对应的第一光伏出力归一化曲线集，计算所述第一光伏出力归一化曲线集中每条第一光伏出力归一化曲线对应的第一等效发电量和第一峰值系数；
[0026]
同时，计算所述第一等效发电量和所述第一峰值系数到每个聚类中心的欧氏距离，以使获取每条第一光伏出力归一化曲线对应的聚类模式，根据所述第一光伏出力归一化曲线集中的所有聚类模式，生成每个光伏电站对应的光伏出力模式序列；
[0027]
获取台风强度等级，根据所述台风强度等级和所述距离类型，对每个光伏电站对应的所述光伏出力模式序列进行分类，生成光伏出力模式序列样本库。
[0028]
在一种可能的实现方式中，获取台风期间每个光伏电站每日对应的第一光伏出力归一化曲线，具体包括：
[0029]
获取台风登陆日和台风离境日，将所述台风登陆日的前三日、所述台风登陆日、所述台风离境日和所述台风离境日的后两日设置为台风期间；
[0030]
获取所述台风期间每一日内每个光伏电站的历史光伏出力曲线，对每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到第一光伏出力归一化曲线。
[0031]
本发明还提供了一种光伏出力曲线的随机生成装置，包括：光伏电站距离类型获取模块、光伏出力模式序列样本获取模块和光伏出力曲线生成模块；
[0032]
其中，所述光伏电站距离类型获取模块，用于获取随机台风数据，其中，所述随机台风数据包括台风中心路径和台风强度；计算所有待评估光伏电站到所述台风中心路径的垂直距离，根据所述垂直距离，获取每个待评估光伏电站对应的距离类型；
[0033]
所述光伏出力模式序列样本获取模块，用于根据所述台风强度和所述距离类型，获取每个待评估光伏电站对应的预构建光伏出力模式序列样本库，以使从所述预构建光伏出力模式序列样本库中随机选取所述每个待评估光伏电站对应的光伏出力模式序列样本；
[0034]
所述光伏出力曲线生成模块，用于获取所述光伏出力模式序列样本中的所有光伏出力模式，对每一光伏出力模式从预构建光伏出力曲线样本库中获取其对应的光伏出力曲线样本，根据所有光伏出力曲线样本，生成每个光伏电站对应的光伏出力曲线。
[0035]
本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置，还包括：光伏出力曲线样本库构建模块；
[0036]
所述光伏出力曲线样本库构建模块，用于获取光伏电站的历史光伏出力曲线库，对所述历史光伏出力曲线库中的每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到历史光伏出力归一化曲线；
[0037]
所述光伏出力曲线样本库构建模块，用于计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量和峰值系数，根据所述等效发电量和所述峰值系数，对每条历史光伏出力归一化曲线进行聚类，得到每条历史光伏出力归一化曲线对应的聚类模式；
[0038]
所述光伏出力曲线样本库构建模块，用于根据所述聚类模式，获取属于该聚类模式下的所有史光伏出力归一化曲线，生成光伏出力曲线样本库。
[0039]
在一种可能的实现方式中，所述光伏出力曲线样本库构建模块，用于计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量和峰值系数，具体包括：
[0040]
根据预设等效发电计算公式，计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量，其中，所述预设等效发电计算公式如下所示：
[0041][0042]
式中，ai为等效发电量，si(t)为历史光伏出力归一化曲线；
[0043]
根据标准曲线对每条历史光伏出力归一化曲线进行最小二乘拟合处理，得到拟合系数，并将所述拟合系数作为每条历史光伏出力归一化曲线的峰值系数，其中，所述标准曲线如下所示：
[0044][0045]
式中，t
sr
和t
ss
分别为日出时间和日落时间；
[0046]
最小二乘拟合处理，如下所示：
[0047][0048]
式中，c
si
为拟合系数。
[0049]
本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置，还包括：光伏出力模式序列样
本库构建模块；
[0050]
所述预光伏出力模式序列样本库构建模块，用于根据光伏电站到历史台风中心路径的垂直距离，设置光伏电站的距离类型，其中，所述距离类型包括近距离光伏电站、中距离光伏电站和远距离光伏电站；
[0051]
所述预光伏出力模式序列样本库构建模块，用于获取台风期间每个光伏电站每日对应的第一光伏出力归一化曲线，得到每个光伏电站对应的第一光伏出力归一化曲线集，计算所述第一光伏出力归一化曲线集中每条第一光伏出力归一化曲线对应的第一等效发电量和第一峰值系数；
[0052]
所述预光伏出力模式序列样本库构建模块，用于计算所述第一等效发电量和所述第一峰值系数到每个聚类中心的欧氏距离，以使获取每条第一光伏出力归一化曲线对应的聚类模式，根据所述第一光伏出力归一化曲线集中的所有聚类模式，生成每个光伏电站对应的光伏出力模式序列；
[0053]
所述预光伏出力模式序列样本库构建模块，用于获取台风强度等级，根据所述台风强度等级和所述距离类型，对每个光伏电站对应的所述光伏出力模式序列进行分类，生成光伏出力模式序列样本库。
[0054]
在一种可能的实现方式中，所述预光伏出力模式序列样本库构建模块，用于获取台风期间每个光伏电站每日对应的第一光伏出力归一化曲线，具体包括：
[0055]
获取台风登陆日和台风离境日，将所述台风登陆日的前三日、所述台风登陆日、所述台风离境日和所述台风离境日的后两日设置为台风期间；
[0056]
获取所述台风期间每一日内每个光伏电站的历史光伏出力曲线，对每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到第一光伏出力归一化曲线。
[0057]
本发明还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的光伏出力曲线的随机生成方法。
[0058]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任意一项所述的光伏出力曲线的随机生成方法。
[0059]
本发明实施例一种光伏出力曲线的随机生成方法及装置与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0060]
通过获取随机台风数据，计算所有待评估光伏电站到台风中心路径的垂直距离，根据垂直距离，获取每个待评估光伏电站对应的距离类型；根据台风强度和距离类型，获取每个待评估光伏电站对应的预构建光伏出力模式序列样本库，以使基于预构建光伏出力模式序列样本库，获取光伏出力模式序列样本中的所有光伏出力模式，对每一光伏出力模式从预构建光伏出力曲线样本库中获取其对应的光伏出力曲线样本，根据所有光伏出力曲线样本，生成每个光伏电站对应的光伏出力曲线。与现有技术相比，本发明的技术方案通过部分光伏电站在台风期间的历史光伏出力曲线预构建光伏出力曲线样本库和预构建光伏出力模式序列样本库，能针对规划网架中的光伏电站，模拟生成不同台风强度和台风路径下光伏场站的发电功率时间序列，实现台风期间不同地区的光伏电站的光伏出力曲线的准确模拟，能反映台风对规划大电网光伏出力变化的影响。
附图说明
[0061]
图1是本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成方法的一种实施例的流程示意图；
[0062]
图2是本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置的一种实施例的结构示意图；
[0063]
图3是本发明提供的一种实施例的光伏出力曲线的示意图；
[0064]
图4是本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置的又一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0065]
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0066]
实施例1
[0067]
参见图1，图1是本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成方法的一种实施例的流程示意图，如图1所示，该方法包括步骤101－步骤103，具体如下：
[0068]
一实施例中，在执行步骤101前，还包括：预构建光伏出力曲线样本库。
[0069]
一实施例中，获取光伏电站的历史光伏出力曲线库，对所述历史光伏出力曲线库中的每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到历史光伏出力归一化曲线。
[0070]
具体的，设定台风高发季节和月度，如南方地区的6－9月。对该月度范围内的所有的已建成光伏场站历史光伏出力曲线纳入数据统计分析范畴，生成历史光伏出力曲线库，并对所述历史光伏出力曲线库中的每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到历史光伏出力归一化曲线si(t),(t＝1,2,
…
,n)，其中，所述归一化处理如下所示：
[0071][0072]
一实施例中，计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量和峰值系数。
[0073]
具体的，根据预设等效发电计算公式，计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量，其中，所述预设等效发电计算公式如下所示：
[0074][0075]
式中，ai为等效发电量，si(t)为历史光伏出力归一化曲线。
[0076]
具体的，根据标准曲线k
t
对每条历史光伏出力归一化曲线si(t)进行最小二乘拟合处理，得到拟合系数c
si
，并将所述拟合系数作为每条历史光伏出力归一化曲线的峰值系数，其中，所述标准曲线如下所示：
[0077][0078]
式中，t
sr
和t
ss
分别为日出时间和日落时间；
[0079]
所述最小二乘拟合处理，拟合目标为如下所示：
[0080][0081]
式中，c
si
为拟合系数。
[0082]
一实施例中，根据所述等效发电量和所述峰值系数，对每条历史光伏出力归一化曲线进行聚类，得到每条历史光伏出力归一化曲线对应的聚类模式；根据所述聚类模式，获取属于该聚类模式下的所有史光伏出力归一化曲线，生成光伏出力曲线样本库。
[0083]
具体的，对所有历史光伏出力归一化曲线，按照等效发电量ai、峰值系数c
si
为特征进行聚类；优选的，采用k阶近邻法(k－nn)进行聚类，设定分类数为5，分别计算出每个聚类的中心值，并按聚类中心值从高到低分别对应晴、多云、阴、阴雨，持续降雨，共五种聚类模式；将属于每个聚类模式的历史光伏出力归一化曲线进行整合，构成该聚类模式对应的光伏出力曲线样本库。
[0084]
具体的，所述光伏出力曲线样本库包括：晴－光伏出力曲线样本库a、多云－光伏出力曲线样本库b、阴－光伏出力曲线样本库c、阴雨－光伏出力曲线样本库d，持续降雨－光伏出力曲线样本库e，共五种。
[0085]
一实施例中，对预构建光伏出力曲线样本库进行举例说明：
[0086]
某市6月的日出时间5：40和日落时间19：19，通过将其代入上述标准曲线公式中，形成标准曲线，拟合后得到该曲线的等效发电量 ai＝4.20，峰值系数c
si
＝5.09。
[0087]
对该市所有光伏电站作上述处理，可以得到5个聚类模式对应的聚类中心值；当该样本被聚类到聚类模式：多云，并被归入多云－光伏出力曲线样本库中。
[0088]
一实施例中，在执行步骤101前，还包括：预构建光伏出力模型序列样本库。
[0089]
一实施例中，根据光伏电站到历史台风中心路径的垂直距离，设置光伏电站的距离类型，其中，所述距离类型包括近距离光伏电站、中距离光伏电站和远距离光伏电站。
[0090]
具体的，根据台风的台风中心路径，计算光伏电站到该台风中心路径的垂直距离，并按垂直距离的远近分为3类场站，当光伏电站到该台风中心路径的垂直距离在150km以内时，判断所述光伏电站为近距离光伏电站；当光伏电站到该台风中心路径的垂直距离在150km至 250km之间时，判断所述光伏电站为中距离光伏电站；当光伏电站到该台风中心路径的垂直距离在250km以上时，判断所述光伏电站为远距离光伏电站。
[0091]
一实施例中，获取台风期间每个光伏电站每日对应的第一光伏出力归一化曲线，得到每个光伏电站对应的第一光伏出力归一化曲线集。
[0092]
具体的，获取台风登陆日和台风离境日，将所述台风登陆日的前三日、所述台风登陆日、所述台风离境日和所述台风离境日的后两日设置为台风期间；获取所述台风期间每一日内每个光伏电站的历史光伏出力曲线，对每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得
到第一光伏出力归一化曲线；对每个光伏电站，整合这个台风期间的第一光伏出力归一化曲线，得到每个光伏电站对应的第一归一化出力曲线集。
[0093]
作为本实施例中的一种举例说明：对于台风期间的定义：以d0表示台风登陆日，d1表示台风离境日为简化分析，假设台风登陆期间的天气模式保持不变；因此，对台风期间的光伏出力变化建模主要考虑以下7天：台风登陆前3天：d
0-3，d
0-2，d
0-1；台风登陆第天和最后1天：d0，d1；台风离境后2天：d
1-1，d
1-2。
[0094]
抽取上述7天各光伏电站对应的历史光伏出力曲线记录，构成建模分析的数据样本，对历史光伏出力曲线作归一化处理，得出的台风期间的光伏电站的7天第一归一化出力曲线，生成第一归一化出力曲线集，记为：{t
x,z,d
(t),d＝1,
…
,7}，其中，x为台风、z为光伏电站。
[0095]
一实施例中，计算所述第一光伏出力归一化曲线集中每条第一光伏出力归一化曲线对应的第一等效发电量和第一峰值系数，该第一等效发电量和第一峰值系数的计算过程，与上述预构建光伏出力曲线样本库中涉及的等效发电量和峰值系数的计算相同，在此不再重复叙述。
[0096]
一实施例中，计算所述第一等效发电量和所述第一峰值系数到每个聚类中心的欧氏距离，以使获取每条第一光伏出力归一化曲线对应的聚类模式。
[0097]
具体的，由于在上述预构建光伏出力曲线样本库中，已经计算出每个聚类的中心值，因此，从第一归一化出力曲线集中依次选取任一一条第一光伏出力归一化曲线，计算所述任一一条第一光伏出力归一化曲线对应的第一等效发电量和第一峰值系数到五个聚类中心的欧氏距离；欧氏距离最小的原则，获取所述欧式距离最小值对应的聚类模式，并将该聚类模式设置为所述任一一条第一光伏出力归一化曲线对应的聚类模式m∈(a,b,c,d,e)。
[0098]
重复上述欧式距离的计算，直至完成对第一归一化出力曲线集中每一条第一归一化出力曲线进行聚类模式分类，整合第一归一化出力曲线集中的所有聚类模式，得到第一归一化出力曲线集对应的光伏出力模型序列：{m
x,z,
(d),d＝1,
…
,7；m∈(a,b,c,d,e)}。
[0099]
一实施例中，获取台风强度等级，根据所述台风强度等级和所述距离类型，对每个光伏电站对应的所述光伏出力模式序列进行分类，生成光伏出力模式序列样本库。
[0100]
具体的，设置台风强度为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风和强台风。
[0101]
优选的，对于台风强度等级的分类：以正点前2分钟至正点内的平均风速为准，采用《热带气旋等级》国家标准(gb/t19201－2006)，划分为5类：1－热带低压(td，10.8－17.1m/s)；2－热带风暴(ts，17.2－ 24.4m/s)；3－强热带风暴(sts，24.5－32.6m/s)；4－台风(ty，32.7－ 41.4m/s)；5－强台风(sty，41.5－50.9m/s)。
[0102]
具体的，按三种光伏电站距离类型和五种台风强度，设置15种光伏出力模式序列样本库，其中，所述15种光伏出力模式序列样本库包括：近距离光伏电站－热带低压模式序列样本库、近距离光伏电站－热带风暴模式序列样本库、近距离光伏电站－强热带风暴模式序列样本库、近距离光伏电站－台风模式序列样本库、近距离光伏电站－台风模式序列样本库、中距离光伏电站－热带低压模式序列样本库、中距离光伏电站－热带风暴模式序列样本库、中距离光伏电站－强热带风暴模式序列样本库、中距离光伏电站－台风模式序列样本库、中距离光伏电站－台风模式序列样本库、远距离光伏电站－热带低压模式序列样本库、远距离光伏电站－热带风暴模式序列样本库、远距离光伏电站－强热带风暴模式
序列样本库、远距离光伏电站－台风模式序列样本库、远距离光伏电站－台风模式序列样本库。
[0103]
根据已有台风期间下各光伏电站对应的第一光伏出力归一化曲线集进行台风强度和光伏电站距离类型进行关联分析，以使将每个光伏电站对应的模型序列样本按照台风强度和光伏电站距离类别划分到15 个光伏出力模式序列样本库。
[0104]
以2018年6月登陆广东的台风艾云尼为例说明光伏出力模型序列样本库的预构建过程。
[0105]
台风艾云尼最大风速为20m/s，台风强度为热带风暴，并在得到台风艾云尼的台风中心路径后，计算光伏电站与艾云尼台风中心路径的垂直距离为130.04km，因此将该光伏电站划分为近距离光伏电站。计算该光伏电站在台风艾云尼期间d
0-3至d1+2共7天的光伏发电归一化曲线，以及每一天的等效发电量ai、峰值系数c
si
；将每一天的等效发电量和峰值系数计算到五个聚类中心值的几何距离，归入距离最近的聚类模式，得到该场站在艾云尼台风期间的光伏出力模式序列为：adbdcba。将该序列作为一个样本归入近距离光伏电站－热带风暴模式序列样本库。
[0106]
步骤101：获取随机台风数据，其中，所述随机台风数据包括台风中心路径和台风强度；计算所有待评估光伏电站到所述台风中心路径的垂直距离，根据所述垂直距离，获取每个待评估光伏电站对应的距离类型。
[0107]
一实施例中，待评估光伏电站可以为规划网架中的所有光伏电站。
[0108]
一实施例中，获取随机台风数据，具体的，对记录的历史台风中心路径进行随机抽样，得到台风中心路径；从预设的台风强度中随机抽样，得到台风强度。
[0109]
优选的，对于获取的台风数据，还可基于人为进行随机设置。
[0110]
一实施例中，基于随机生成的台风中心路径，计算所有规划电网中的待评估光伏电站与台风中心路径的垂直距离，当所述垂直距离在 150km以内时，判断所述待评估光伏电站为近距离光伏电站；当所述垂直距离在150km至250km之间时，判断所述待评估光伏电站为中距离光伏电站；当所述垂直距离在250km以上时，判断所述待评估光伏电站为远距离光伏电站。
[0111]
步骤102：根据所述台风强度和所述距离类型，获取每个待评估光伏电站对应的预构建光伏出力模式序列样本库，以使从所述预构建光伏出力模式序列样本库中随机选取所述每个待评估光伏电站对应的光伏出力模式序列样本。
[0112]
一实施例中，基于上述步骤101中随机得到的台风强度及每个待评光伏电站的距离类型，遍历预构建的15个光伏出力模式序列样本库，得到所述待评估光伏电站对应的光伏出力模式序列样本库，并从所述光伏出力模式序列样本库中选中任一模式序列样本，并将所述任一模型序列样本作为所述待评估光伏电站对应的光伏出力模式序列样本，记为：m
x,z,i
(d),d＝1,
…
,7；m∈(a,b,c,d,e)。
[0113]
步骤103：获取所述光伏出力模式序列样本中的所有光伏出力模式，对每一光伏出力模式从预构建光伏出力曲线样本库中获取其对应的光伏出力曲线样本，根据所有光伏出力曲线样本，生成每个光伏电站对应的光伏出力曲线。
[0114]
一实施例中，由于每个光伏出力模式序列样本中包含台风期间七天的第一光伏出力归一曲线对应的聚类模式，因此，根据光伏出力模式序列样本，提取出光伏出力模式序列
样本中每一天的第一光伏出力归一化曲线对应的聚类模式，根据每一天的第一光伏出力归一化曲线对应的聚类模式m
x,z,
(d),d＝1,
…
,7，按照聚类模式m∈(a,b,c,d,e) 从设置的五个光伏出力曲线样本库中选取对应的光伏出力曲线样本库，并从所述光伏出力曲线样本库中随机抽取一个光伏出力曲线样本。
[0115]
一实施例中，根据随机抽取得到的光伏出力曲线样本，将样本中的每一个值与待评估光伏电站的装机容量进行相乘，即可将所述光伏出力曲线样本转化为有名值的光伏出力曲线。
[0116]
一实施例中，重复上述步骤，对所有待评估光伏电站都随机获取在台风期间对应的光伏出力模式序列样本，并将光伏出力模式序列样本转换为光伏出力曲线，通过对所有待评估光伏电站对应的光伏出力区进行叠加，即可得到规划网架在台风期间的总光伏出力时间序列。
[0117]
作为本实施例中的一种举例说明：设未来某地新规划的一个光伏电站，经纬度位置已知，容量为230mw，从台风历史路径库中随机抽取一个台风路径，随机抽取台风强度，得到强热带风暴，计算该规划光伏电站与台风中心路径的垂直距离为245.8km，属于中距离场站，从预构建的15个光伏出力模式序列样本库中，选择中距离光伏电站－热带风暴模式序列样本库，对所述中距离光伏电站－热带风暴模式序列样本库进行随机抽样，得到一个光伏出力模式序列样本：bbaddea，以之作为该光伏电站在此台风期间的光伏出力模式序列样本，依据光伏出力模式序列样本中七天对应的聚类模式(b)、(b)、(a)、(d)、 (d)、(e)、(a)，从预构建的晴－光伏出力曲线样本库a、多云－光伏出力曲线样本库b、阴－光伏出力曲线样本库c、阴雨－光伏出力曲线样本库d，持续降雨－光伏出力曲线样本库e中选取对应的光伏出力曲线样本库，并从光伏出力曲线样本库中随机抽取一条光伏出力曲线样本，并乘以该场站的装机容量230mw，形成台风前3天，台风登陆第 1天，台风登陆最后一天，台风离境第1、2天共7天的光伏出力曲线，如图3所示，图3是光伏出力曲线的示意图。
[0118]
综上，本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成方法，通过采用数据驱动的建模思路，可通过部分光伏电站在台风期间的历史光伏出力曲线预构建光伏出力曲线样本库和预构建光伏出力模式序列样本库，能针对规划网架中大量新增光伏电站，模拟生成不同台风强度和台风路径组合下，不同区域光伏场站的发电功率时间序列，很好的反映台风对规划大电网光伏出力变化的影响。
[0119]
实施例2
[0120]
参见图2，图2是本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置的一种实施例的流程示意图，如图2所示，该方法包括光伏电站距离类型获取模块201、光伏出力模式序列样本获取模块202和光伏出力曲线生成模块203，具体如下：
[0121]
所述光伏电站距离类型获取模块201，用于获取随机台风数据，其中，所述随机台风数据包括台风中心路径和台风强度；计算所有待评估光伏电站到所述台风中心路径的垂直距离，根据所述垂直距离，获取每个待评估光伏电站对应的距离类型。
[0122]
所述光伏出力模式序列样本获取模块202，用于根据所述台风强度和所述距离类型，获取每个待评估光伏电站对应的预构建光伏出力模式序列样本库，以使从所述预构建光伏出力模式序列样本库中随机选取所述每个待评估光伏电站对应的光伏出力模式序列样本。
[0123]
所述光伏出力曲线生成模块203，用于获取所述光伏出力模式序列样本中的所有光伏出力模式，对每一光伏出力模式从预构建光伏出力曲线样本库中获取其对应的光伏出力曲线样本，根据所有光伏出力曲线样本，生成每个光伏电站对应的光伏出力曲线。
[0124]
本发明实施例提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置，还包括：光伏出力曲线样本库构建模块；如图4所示，图4是本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置的又一种实施例的结构示意图。
[0125]
所述光伏出力曲线样本库构建模块204，用于获取光伏电站的历史光伏出力曲线库，对所述历史光伏出力曲线库中的每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到历史光伏出力归一化曲线；计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量和峰值系数，根据所述等效发电量和所述峰值系数，对每条历史光伏出力归一化曲线进行聚类，得到每条历史光伏出力归一化曲线对应的聚类模式根据所述聚类模式，获取属于该聚类模式下的所有史光伏出力归一化曲线，生成光伏出力曲线样本库。
[0126]
一实施例中，所述光伏出力曲线样本库构建模块204，用于计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量和峰值系数；具体的，根据预设等效发电计算公式，计算每条历史光伏出力归一化曲线对应的等效发电量，其中，所述预设等效发电计算公式如下所示：
[0127][0128]
式中，ai为等效发电量，si(t)为历史光伏出力归一化曲线；
[0129]
根据标准曲线对每条历史光伏出力归一化曲线进行最小二乘拟合处理，得到拟合系数，并将所述拟合系数作为每条历史光伏出力归一化曲线的峰值系数，其中，所述标准曲线如下所示：
[0130][0131]
式中，t
sr
和t
ss
分别为日出时间和日落时间；
[0132]
最小二乘拟合处理，如下所示：
[0133][0134]
式中，c
si
为拟合系数。
[0135]
本发明实施例提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置，还包括：光伏出力模式序列样本库构建模块205；如图4所示，图4是本发明提供的一种光伏出力曲线的随机生成装置的又一种实施例的结构示意图。
[0136]
所述预光伏出力模式序列样本库构建模块205，用于根据光伏电站到历史台风中心路径的垂直距离，设置光伏电站的距离类型，其中，所述距离类型包括近距离光伏电站、中距离光伏电站和远距离光伏电站；获取台风期间每个光伏电站每日对应的第一光伏出力归一化曲线，得到每个光伏电站对应的第一光伏出力归一化曲线集，计算所述第一光伏出力归一化曲线集中每条第一光伏出力归一化曲线对应的第一等效发电量和第一峰值系数；计算所述第一等效发电量和所述第一峰值系数到每个聚类中心的欧氏距离，以使获取每条
第一光伏出力归一化曲线对应的聚类模式，根据所述第一光伏出力归一化曲线集中的所有聚类模式，生成每个光伏电站对应的光伏出力模式序列；获取台风强度等级，根据所述台风强度等级和所述距离类型，对每个光伏电站对应的所述光伏出力模式序列进行分类，生成光伏出力模式序列样本库。
[0137]
一实施例中，所述预光伏出力模式序列样本库构建模块205，用于获取台风期间每个光伏电站每日对应的第一光伏出力归一化曲线；具体的，获取台风登陆日和台风离境日，将所述台风登陆日的前三日、所述台风登陆日、所述台风离境日和所述台风离境日的后两日设置为台风期间；获取所述台风期间每一日内每个光伏电站的历史光伏出力曲线，对每条历史光伏出力曲线进行归一化处理，得到第一光伏出力归一化曲线。
[0138]
所属领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不在赘述。
[0139]
需要说明的是，上述光伏出力曲线的随机生成装置的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0140]
在上述的光伏出力曲线的随机生成方法的实施例的基础上，本发明另一实施例提供了一种光伏出力曲线的随机生成终端设备，该光伏出力曲线的随机生成终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任意一实施例的光伏出力曲线的随机生成方法。
[0141]
示例性的，在这一实施例中所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述光伏出力曲线的随机生成终端设备中的执行过程。
[0142]
所述光伏出力曲线的随机生成终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述光伏出力曲线的随机生成终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
[0143]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit， cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，dsp)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field－ programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述光伏出力曲线的随机生成终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个光伏出力曲线的随机生成终端设备的各个部分。
[0144]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述光伏出力曲线的随机生成终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可
以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0145]
在上述光伏出力曲线的随机生成方法的实施例的基础上，本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时，控制所述存储介质所在的设备执行本发明任意一实施例的光伏出力曲线的随机生成方法。
[0146]
在这一实施例中，上述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read－onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0147]
综上，本发明提供了一种光伏出力曲线的随机生成方法及装置，通过获取随机台风数据，计算所有待评估光伏电站到台风中心路径的垂直距离，根据垂直距离，获取每个待评估光伏电站对应的距离类型；根据台风强度和距离类型，获取每个待评估光伏电站对应的预构建光伏出力模式序列样本库，以使基于预构建光伏出力模式序列样本库，获取光伏出力模式序列样本中的所有光伏出力模式，对每一光伏出力模式从预构建光伏出力曲线样本库中获取其对应的光伏出力曲线样本，根据所有光伏出力曲线样本，生成每个光伏电站对应的光伏出力曲线。与现有技术相比，本发明的技术方案通过部分光伏电站在台风期间的历史光伏出力曲线预构建光伏出力曲线样本库和预构建光伏出力模式序列样本库，能针对规划网架中的光伏电站，模拟生成不同台风强度和台风路径下光伏场站的发电功率时间序列，实现台风期间不同地区的光伏电站的光伏出力曲线的准确模拟，能反映台风对规划大电网光伏出力变化的影响。
[0148]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。