应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法。本发明要解决的技术问题是提供一种应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，以实现风电最大装机容量的快速、精确预测，为电网的合理规划奠定基础。解决该问题的技术方案：应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，包括：1)建立最大化风电装机容量的机会约束规划模型；2)采用结合最大熵方法的模式搜索法求解机会约束规划模型，得到系统的风电最大装机容量的预测值。本发明主要用于风电【技术领域】。
【专利说明】应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风电最大装机容量预测方法，特别是一种应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，主要适用于风电【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，随着对环境问题和可持续发展的关注，包括风力发电在内的新能源建设得到了很大的发展，风电已经成为电力系统重要的一部分。一方面，风电具有清洁、经济、可再生的优点，其发展规模不断扩大。另一方面，风电具有随机性、间歇性、不可调度性和部分可预测性，使得大规模风电并网给电网规划运行带来严峻的挑战。风电不确定性的存在对整个电网运行产生很大的影响，不确定性信息的描述越准确，越有助于提高系统运行的安全性和经济性。
[0003]虽然风电预测技术快速发展，但是在实际运行中，关于风电的不确定性的完全的、精确的描述还是很难得到，而只能得到关于风电功率概率分布的部分信息。比如现有的一些方法(如Monte Carlo方法、Gram-Charlier方法等)，其风电功率的预测受预测时间尺度的影响，其预测误差来源于风速预报误差、功率输出模型、预测方法等，精度较低。因此，如何基于风电以及其他不确定因素的部分信息，确定系统在正常运行的前提下可以接受的最大风电装机容量，成为十分重要的研究课题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:针对上述存在的问题提供一种应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，以实现风电最大装机容量的快速、精确预测，为电网的合理规划奠定基础。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
[0006]应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，其特征在于包括以下步骤:
[0007]I)建立最大化风电装机容量的机会约束规划模型，
【权利要求】
1.一种应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，其特征在于包括以下步骤: 1)建立最大化风电装机容量的机会约束规划模型，
式中，Pk为包含装机容量值的向量，ew为与Pk的维数相同、所有元素为I的向量T1为线路有功功率向量，其为风速向量V，风电装机容量Pk，常规发电机组有功功率向量Pg和负荷向量Pd的函数；Plmax是各条线路的热稳定极限；α为事先给定的置信度水平；Pgmax为常规机组出力的最大值；cg为一个向量，其维数和Pg相同，Cg中对应于Pg中非零元素位置上的元素取值为I，其他元素取值为O Jgmin为机组的最小出力值；PW为风电输出功率，其为风速V和风电场装机容量Pk的函数；ed为与负荷向量Pd的维数相同、所有元素为I的向量； 2)采用结合最大熵方法的模式搜索法求解机会约束规划模型，得到系统的风电最大装机容量的预测值。
2.根据权利要求1所述的应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，其特征在于，采用结合最大熵方法的模式搜索法求解机会约束规划模型包括: 2a)根据经验选定风电装机容量向量Pk的初始值<，并确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个元素对应η个风电场的装机容量值；设计数器k =O ； 2b)计算<对应的目标函数值，即系统总的风电装机容量? I2c)根据该风电装机容量向量值、机会约束规划模型中的第二条和第三条约束，以及经典的电力系统直流潮流模型，采用半不变量法计算系统中线路潮流的矩的信息； 2d)根据线路潮流的矩的信息，采用最大熵模型计算线路潮流的最优的概率密度函数； 2e)根据线路潮流的最优的概率密度函数以及线路的热稳定极限，计算各条线路不过负荷的概率；如果各条线路不过负荷的概率均大于或等于α，说明该风电装机容量向量值满足机会约束规划模型的约束条件，执行步骤2f);如果有一条线路不过负荷的概率小于α，说明该风电装机容量向量值不满足机会约束规划模型的约束条件，返回步骤2a)； 2f)以L为搜索步长，搜索1?相邻的其他各点，即<+FUX / = ?…2?;执行步骤2b)-2e)判断各点是否满足约束条件，并且计算各点对应的目标函数值； 2g)如果有一个点满足约束条件，并且目标函数值更优，则表示搜索成功，设If1 =K “1/‘).“且下次搜索时以/^为中心，令[=卜6，δ>1扩大搜索范围，且k =k+Ι;如果没有找到这样的点则表示搜索失败，仍以^为中心，令L = L.λ, λ〈1缩小搜索范围； 2h)重复步骤2f)~2g)，直到达到终止条件；模式搜索法搜索到的最后一个点输出的<中的各个元素为对应各个风电场最大的风电装机容量预测值，其目标函数值?即为系统的风电最大装机容量的预测值。
3.根据权利要求2所述的应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，其特征在于:所述最大熵模型为，
式中，h(x)为随机变量X的熵，p(x)为X的概率密度函数，函数Φη(χ) = χη, μη为已知的各阶矩的值，η = 1,2,3...0
4.根据权利要求2或3所述的应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，其特征在于:所述线路不过负荷的概率
；式中,P(P1)为线路潮流P1的概率密度函
^irlWX数。
5.根据权利要求2或3所述的应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，其特征在于，步骤2g)中判断目标函数值是否更优的方法为: 若e:.1 > ( Pi，则表明Pj —1对应的目标函数值更优。
6.根据权利要求2或3所述的应用最大熵原理的风电最大装机容量预测方法，其特征在于:所述终止条件为迭代次数达到设定值或
【文档编号】H02J3/38GK104201710SQ201410360110
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】徐谦, 孙黎滢, 杨升峰, 朱永佳, 戴攀 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司经济技术研究院