基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)連續(xù)時(shí)段識(shí)別方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)連續(xù)時(shí)段識(shí)別方法及系統(tǒng)，解析風(fēng)電出力過程線，根據(jù)不同子區(qū)間特征參數(shù)分別進(jìn)行子區(qū)間劃分長(zhǎng)度、趨勢(shì)擬合、重疊部分?jǐn)M合，得到整個(gè)過程線擬合序列；進(jìn)行波動(dòng)敏感度擬定、波動(dòng)識(shí)別和連續(xù)時(shí)段識(shí)別。本發(fā)明所提供基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)時(shí)段識(shí)別技術(shù)方案，通過自動(dòng)化提煉風(fēng)電出力過程線波動(dòng)的時(shí)段，提供了新的判斷識(shí)別方式，結(jié)果簡(jiǎn)單明了，實(shí)施簡(jiǎn)便易行。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，為時(shí)段級(jí)的風(fēng)電出力過程線波動(dòng)識(shí)別提供了新的途徑，是本【技術(shù)領(lǐng)域】的重要?jiǎng)?chuàng)新，有利于風(fēng)電出力穩(wěn)定分析的判斷，有利于降低風(fēng)電運(yùn)行成本和提高風(fēng)力應(yīng)用效率，對(duì)于風(fēng)電運(yùn)行管理和風(fēng)電補(bǔ)償調(diào)節(jié)具有重要實(shí)際應(yīng)用意義。
【專利說明】基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)連續(xù)時(shí)段識(shí)別方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)電運(yùn)行穩(wěn)定分析領(lǐng)域，特別涉及一種基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng) 時(shí)段識(shí)別方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)電運(yùn)行穩(wěn)定分析研究主要用于為風(fēng)電運(yùn)行管理和風(fēng)電補(bǔ)償調(diào)節(jié)提供決策支持。 提高風(fēng)電運(yùn)行穩(wěn)定分析的精度對(duì)于提高風(fēng)能利用和節(jié)能減排具有重大意義。風(fēng)電波動(dòng)時(shí)段 的主要特征為風(fēng)電出力在該時(shí)段的波動(dòng)程度較大。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于風(fēng)電出力波動(dòng)程度的 刻畫方法主要包括：出力的標(biāo)準(zhǔn)差、相鄰時(shí)段出力差的絕對(duì)值之和、出力的一階差分概率分 布、出力過程線斜率之和等方法?，F(xiàn)有方法多集中于判斷整個(gè)出力過程或者某一個(gè)時(shí)段出 力的波動(dòng)程度，不能對(duì)出力過程中的某些連續(xù)時(shí)段的出力波動(dòng)程度進(jìn)行識(shí)別。識(shí)別出連續(xù) 時(shí)段的出力波動(dòng)程度則可用于分析波動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間和風(fēng)電補(bǔ)償調(diào)節(jié)所需的備用。鑒于 此，如能對(duì)風(fēng)電波動(dòng)進(jìn)行連續(xù)時(shí)段的波動(dòng)識(shí)別則可為風(fēng)電運(yùn)行管理和風(fēng)電補(bǔ)償調(diào)節(jié)提供有 力參考。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng) 連續(xù)時(shí)段識(shí)別方案，以進(jìn)行連續(xù)時(shí)段的波動(dòng)判斷。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)連續(xù)時(shí)段識(shí)別方 法，包括如下步驟：
[0005]步驟1，解析風(fēng)電出力過程線，所述風(fēng)電出力過程線是在直角坐標(biāo)系中，根據(jù)出力 的過程以時(shí)間t為橫坐標(biāo)、以風(fēng)電出力P為縱坐標(biāo)得到的曲線；解析過程包括將風(fēng)電出力過 程線解析為由若干點(diǎn)連接組成，設(shè)共有N個(gè)點(diǎn)，將這N個(gè)點(diǎn)分別作為控制點(diǎn)并由左至右編號(hào) 依次為1,2，···，N，第i個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)記為（ti, Pi), i = 1,2，·· ·，Ν,風(fēng)電出力過程線中所有 控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)Pi構(gòu)成序列{PJ，風(fēng)電出力過程線總時(shí)段長(zhǎng)度為24h，相鄰控制點(diǎn)之間的 時(shí)間間隔保持一致；步驟 2,輸入子區(qū)間特征參數(shù)集合{Μ1; M2, ···，Μκ}，然后初始化當(dāng)前迭 代次數(shù)r = 1 ;
[0006]其中，Mr為第r個(gè)子區(qū)間特征參數(shù)，為unit的整數(shù)倍， r = i，2，...，R，R為Mr集合 中元素的個(gè)數(shù)；unit為風(fēng)電出力過程線中相鄰控制點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；
[0007] 步驟3,根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)r，進(jìn)行子區(qū)間劃分長(zhǎng)度計(jì)算如下，
[0008] s = 2m
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)連續(xù)時(shí)段識(shí)別方法，其特征在于，包括如下步 驟： 步驟1，解析風(fēng)電出力過程線，所述風(fēng)電出力過程線是在直角坐標(biāo)系中，根據(jù)出力的過 程以時(shí)間t為橫坐標(biāo)、以風(fēng)電出力P為縱坐標(biāo)得到的曲線；解析過程包括將風(fēng)電出力過程線 解析為由若干點(diǎn)連接組成，設(shè)共有N個(gè)點(diǎn)，將這N個(gè)點(diǎn)分別作為控制點(diǎn)并由左至右編號(hào)依次 為1，2,…，N，第i個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)記為Pi)，i= 1，2,. . .，N，風(fēng)電出力過程線中所有控制 點(diǎn)的縱坐標(biāo)PJQ成序列{PJ，風(fēng)電出力過程線總時(shí)段長(zhǎng)度為24h，相鄰控制點(diǎn)之間的時(shí)間間 隔保持一致；步驟2,輸入子區(qū)間特征參數(shù)集合（M1,M2, ...，M1J，然后初始化當(dāng)前迭代次數(shù)r =1 ; 其中，為第r個(gè)子區(qū)間特征參數(shù)，為unit的整數(shù)倍，r= 1，2,…，R，R為凡集合中元 素的個(gè)數(shù)；unit為風(fēng)電出力過程線中相鄰控制點(diǎn)之間的時(shí)間間隔； 步驟3,根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)r，進(jìn)行子區(qū)間劃分長(zhǎng)度計(jì)算如下，s= 2m
其中，s為子區(qū)間長(zhǎng)度，m為子區(qū)間重疊長(zhǎng)度，M= 步驟4,按照子區(qū)間長(zhǎng)度s進(jìn)行風(fēng)電出力過程線分割如下， 將風(fēng)電出力過程線的第（k_l)Xm+l個(gè)控制點(diǎn)至第（k+l)Xm+l個(gè)控制點(diǎn)之間部分分 害IJ為第k個(gè)子區(qū)間，其中k= 1，2,. ..，K;如果
，否則
表示對(duì)取整； 將風(fēng)電出力過程線剩下的第KXm+1個(gè)控制點(diǎn)至第N個(gè)控制點(diǎn)之間的部分分割為第K+1 個(gè)子區(qū)間； 前K個(gè)子區(qū)間由2m+l個(gè)控制點(diǎn)組成，控制點(diǎn)坐標(biāo)依次記為 (tf,P1Kt丨,Rf),...,U^15P丨m+1);第K+1個(gè)子區(qū)間由N-KXm個(gè)控制點(diǎn)組成，控制點(diǎn)坐標(biāo)依次 記為（tf+1,(GpTWCiLpn kI); 步驟5,對(duì)步驟4所得的每個(gè)子區(qū)間進(jìn)行趨勢(shì)擬合，得到對(duì)應(yīng)的擬合序列；前K個(gè)子區(qū) 間的擬合序列的控制點(diǎn)坐標(biāo)記為"丨人#"),"〗",？^),…,"=,?=),!^=!，2，…，^ K+1個(gè)子區(qū)間的擬合序列的控制點(diǎn)坐標(biāo)記為（tp'PriKtf'Pf，，…,（巧^,?=.:) ?， 步驟6,進(jìn)行重疊部分?jǐn)M合加權(quán)序列計(jì)算如下， 由步驟4所得的K+1個(gè)子區(qū)間之間共有K個(gè)重疊部分，每個(gè)重疊部分的擬合加權(quán)序列 由下式計(jì)算，
其中，wP/%/.為第k個(gè)重疊部分的擬合加權(quán)序列中的第1個(gè)控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)，k= 1，2，...，K，X2為權(quán)重系數(shù)，I= 1，2，...，!11+1，？2為第1^個(gè)子區(qū)間的擬合序列的第 1+m個(gè)控制點(diǎn)縱坐標(biāo)，為第k+1個(gè)子區(qū)間的擬合序列中第1個(gè)控制點(diǎn)縱坐標(biāo)，Ai=l-(l-l)/m,入 2 = (l-l)/m; 將第k個(gè)重疊部分的擬合加權(quán)序列的控制點(diǎn)坐標(biāo)記為 (tf'ihP1aA,(t丨"/PfOhPi=)，對(duì)K個(gè)重疊部分均進(jìn)行處理后得K個(gè)擬合加權(quán)序 列，且前一個(gè)擬合加權(quán)序列的最后一個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)與后一個(gè)擬合加權(quán)序列的第一個(gè)控制點(diǎn) 坐標(biāo)相同，將去重后的K個(gè)擬合加權(quán)序列首尾相連得到整個(gè)過程線重疊部分的擬合加權(quán)序 列，該序列包含KXm+1個(gè)控制點(diǎn)； 步驟7,進(jìn)行整個(gè)過程線擬合序列生成如下， 將第一個(gè)子區(qū)間擬合序列的前m個(gè)控制點(diǎn)（t卜 新序列的第一部分，將步驟6所得的整個(gè)過程線重疊部分的擬合加權(quán)序列的KXm+1 個(gè)控制點(diǎn)作為第二部分，將第K+1個(gè)子區(qū)間擬合序列的后N-KXm- (m+1)個(gè)點(diǎn)即 (tf，,Pff ), (,P1=;),…，（,PnkZ 得到整個(gè)過程線擬合序列； 步驟8,將步驟7所得整個(gè)過程線擬合序列的縱坐標(biāo)記為{Py}，i= 1，2，...，N，若r<R，令r=r+1，返回至步驟3 ;若r=R，進(jìn)入步驟9 ; 步驟9,進(jìn)行波動(dòng)敏感度擬定如下， 將原始的風(fēng)電出力過程線的縱坐標(biāo)序列{PJ和之前迭代所得的R個(gè)整個(gè)過程線擬合 序列進(jìn)行合并，得到NX(R+1)矩陣A; 依次對(duì)矩陣A的每一行所含元素組成的集合計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差并記為〇i，i= 1，2, ...，N， 得標(biāo)準(zhǔn)差序列;按照Oi值從大到小進(jìn)行排序，得到標(biāo)準(zhǔn)差序列'i}，i= 1，2，...，N，根據(jù)i在序列J的排序計(jì)算對(duì)應(yīng)的頻率，得到N個(gè)參數(shù) 組合（〇 'i，Hi);在N個(gè)（〇 'i，Hi)組合中讀取與預(yù)設(shè)參數(shù)n最接近的Hi所對(duì)應(yīng)的 〇 'i值并賦于標(biāo)準(zhǔn)差閾值參數(shù)〇 ; 步驟10,進(jìn)行波動(dòng)識(shí)別如下， 根據(jù)步驟9求得的標(biāo)準(zhǔn)差序列{ 0 'J，i= 1，2, . . .，N，按照i值從小到大的順序進(jìn) 行識(shí)別判斷，包括當(dāng)。i>。時(shí)，則將相應(yīng)參數(shù)組合J作為行向量先后編入矩陣B; 識(shí)別結(jié)束后，將矩陣B的行數(shù)記為a，矩陣B的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)時(shí)段序列，記為{Vdai=l，2，...，a，第二列為相應(yīng)時(shí)段的波動(dòng)程度，記為{〇 'n}，ii=l，2，...，a; 步驟11，進(jìn)行連續(xù)時(shí)段識(shí)別如下， 根據(jù)步驟10求得的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)時(shí)段序列IV"}，按照ii值從小到大順序進(jìn)行連 續(xù)時(shí)段識(shí)別，包括當(dāng)t'ii+1-t' ^ =unit,此處ii= 1，2,. . .，a-2,則將相應(yīng)參數(shù)組合 (t' 作為行向量先后編入矩陣C，否則將相應(yīng)參數(shù)組合（t' n)作為行 向量先后編入矩陣D;當(dāng)t'a-t'a_i=unit則將相應(yīng)參數(shù)組合（t' & 〇 'a_i)、（t' a，〇 ' a)作 為行向量先后編入矩陣C末端，否則將相應(yīng)參數(shù)組合〇'a)作為行向量 先后編入矩陣D末端； 矩陣C的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)的連續(xù)時(shí)段序列，第二列為相應(yīng)時(shí)段的波動(dòng)程度；矩 陣D的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)的不連續(xù)時(shí)段序列，第二列為相應(yīng)時(shí)段的波動(dòng)程度。
2. -種基于趨勢(shì)擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)連續(xù)時(shí)段識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括如下模 塊： 解析模塊，用于解析風(fēng)電出力過程線，所述風(fēng)電出力過程線是在直角坐標(biāo)系中，根據(jù)出 力的過程以時(shí)間t為橫坐標(biāo)、以風(fēng)電出力P為縱坐標(biāo)得到的曲線；解析過程包括將風(fēng)電出力 過程線解析為由若干點(diǎn)連接組成，設(shè)共有N個(gè)點(diǎn)，將這N個(gè)點(diǎn)分別作為控制點(diǎn)并由左至右編 號(hào)依次為1，2,…，N，第i個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)記為（\，Pi)，i= 1，2, ? ? ?，N，風(fēng)電出力過程線中所 有控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)PJQ成序列{PJ，風(fēng)電出力過程線總時(shí)段長(zhǎng)度為24h，相鄰控制點(diǎn)之間的 時(shí)間間隔保持一致； 初始化模塊，用于輸入子區(qū)間特征參數(shù)集合（M1,M2, ...，M1J，然后初始化當(dāng)前迭代次數(shù)r= 1 ； 其中，為第r個(gè)子區(qū)間特征參數(shù)，為unit的整數(shù)倍，r= 1，2,…，R，R為凡集合中元 素的個(gè)數(shù)；unit為風(fēng)電出力過程線中相鄰控制點(diǎn)之間的時(shí)間間隔； 區(qū)間長(zhǎng)度確定模塊，用于根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)r，進(jìn)行子區(qū)間劃分長(zhǎng)度計(jì)算如下，s= 2m
其中，s為子區(qū)間長(zhǎng)度，m為子區(qū)間重疊長(zhǎng)度，M= 子區(qū)間分割模塊，用于按照子區(qū)間長(zhǎng)度s進(jìn)行風(fēng)電出力過程線分割如下， 將風(fēng)電出力過程線的第（k-1)Xm+1個(gè)控制點(diǎn)至第（k+1)Xm+1個(gè)控制點(diǎn)之間部分分割 為第k個(gè)子區(qū)間，其中k= 1，2,. ..，K;如果」
，否則
表示對(duì)取整； 將風(fēng)電出力過程線剩下的第KXm+1個(gè)控制點(diǎn)至第N個(gè)控制點(diǎn)之間的部分分割為第K+1 個(gè)子區(qū)間； 前K個(gè)子區(qū)間由2m+l個(gè)控制點(diǎn)組成，控制點(diǎn)坐標(biāo)依次記為 第K+1個(gè)子區(qū)間由N-KXm個(gè)控制點(diǎn)組成，控制點(diǎn)坐標(biāo)依次 記為(tf+1,f), (tf1，PT)，…,(d,Pd); 趨勢(shì)擬合模塊，用于對(duì)子區(qū)間分割模塊所得的每個(gè)子區(qū)間進(jìn)行趨勢(shì) 擬合，得到對(duì)應(yīng)的擬合序列；前K個(gè)子區(qū)間的擬合序列的控制點(diǎn)坐標(biāo)記為 (十), ) ,...，（W15Pg1)，k= 1，2,. . .，K，第K+1個(gè)子區(qū)間的擬合序列的控制 點(diǎn)坐標(biāo)記為 重疊擬合加權(quán)模塊，用于進(jìn)行重疊部分?jǐn)M合加權(quán)序列計(jì)算如下， 由子區(qū)間分割模塊所得的K+1個(gè)子區(qū)間之間共有K個(gè)重疊部分，每個(gè)重疊部分的擬合 加權(quán)序列由下式計(jì)算， =I1X^I+A2XP^ 其中，MP/V為第k個(gè)重疊部分的擬合加權(quán)序列中的第1個(gè)控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)，k= 1，2,. . .，K,ApA2為權(quán)重系數(shù)，1 = 1，2,. . .，m+1,P/2為第k個(gè)子區(qū)間的擬合序列的第 1+m個(gè)控制點(diǎn)縱坐標(biāo)，P/11z為第k+1個(gè)子區(qū)間的擬合序列中第1個(gè)控制點(diǎn)縱坐標(biāo)，Ai=l-(l-l)/m,入 2 = (l-l)/m; 將第k個(gè)重疊部分的擬合加權(quán)序列的控制點(diǎn)坐標(biāo)記為 (十z/Pf") ,(tf/#'0 ,…mP=)，對(duì)K個(gè)重疊部分均進(jìn)行處理后得K個(gè)擬合加權(quán)序 列，且前一個(gè)擬合加權(quán)序列的最后一個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)與后一個(gè)擬合加權(quán)序列的第一個(gè)控制點(diǎn) 坐標(biāo)相同，將去重后的K個(gè)擬合加權(quán)序列首尾相連得到整個(gè)過程線重疊部分的擬合加權(quán)序 列，該序列包含KXm+1個(gè)控制點(diǎn)； 過程線擬合模塊，用于進(jìn)行整個(gè)過程線擬合序列生成如下， 將第一個(gè)子區(qū)間擬合序列的前m個(gè)控制點(diǎn)（tf,P11" 作為新 序列的第一部分，將重疊擬合加權(quán)模塊所得的整個(gè)過程線重疊部分的擬合加權(quán)序列的KXm+1個(gè)控制點(diǎn)作為第二部分，將第K+1個(gè)子區(qū)間擬合序列的后N-KXm-(m+l)個(gè)點(diǎn)即 …，（t=；i,PNK+KD 得到整個(gè)過程線擬合序列； 迭代判斷模塊，用于將過程線擬合模塊所得整個(gè)過程線擬合序列的縱坐標(biāo)記為 {Py}，i= 1，2，...，仏若1'<1?，令1' = 01，命令區(qū)間長(zhǎng)度確定模塊進(jìn)行工作；若1' = 1?，命 令敏感度模塊進(jìn)行工作； 敏感度模塊，用于進(jìn)行波動(dòng)敏感度擬定如下， 將原始的風(fēng)電出力過程線的縱坐標(biāo)序列{PJ和之前迭代所得的R個(gè)整個(gè)過程線擬合 序列進(jìn)行合并，得到NX(R+1)矩陣A; 依次對(duì)矩陣A的每一行所含元素組成的集合計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差并記為〇i，i= 1，2, ...，N， 得標(biāo)準(zhǔn)差序列;按照Oi值從大到小進(jìn)行排序，得到標(biāo)準(zhǔn)差序列'i}，i= 1，2,. . .，N，根據(jù)〇 'i在序列{ 〇 'J的排序計(jì)算對(duì)應(yīng)的頻率[
，得到N個(gè)參數(shù) 組合（〇 'i，Hi);在N個(gè)（〇 'i，Hi)組合中讀取與預(yù)設(shè)參數(shù)n最接近的Hi所對(duì)應(yīng)的 〇 'i值并賦于標(biāo)準(zhǔn)差閾值參數(shù)〇 ; 波動(dòng)識(shí)別模塊，用于進(jìn)行波動(dòng)識(shí)別如下， 根據(jù)敏感度模塊求得的標(biāo)準(zhǔn)差序列'J，i= 1，2, . . .，N，按照i值從小到大的順 序進(jìn)行識(shí)別判斷，包括當(dāng)Oi > 〇時(shí)，則將相應(yīng)參數(shù)組合（ti,Oi)作為行向量先后編入矩 陣B; 識(shí)別結(jié)束后，將矩陣B的行數(shù)記為a，矩陣B的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)時(shí)段序列，記為{Vdai=l，2，...，a，第二列為相應(yīng)時(shí)段的波動(dòng)程度，記為{〇 'n}，ii=l，2，...，a; 時(shí)段識(shí)別模塊，用于進(jìn)行連續(xù)時(shí)段識(shí)別如下， 根據(jù)波動(dòng)識(shí)別模塊所得風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)時(shí)段序列IViJ，按照ii值從小到大順序進(jìn)行 連續(xù)時(shí)段識(shí)別，包括當(dāng)t' H=Unit,此處ii=l，2，...，a-2,則將相應(yīng)參數(shù)組合 (t' 作為行向量先后編入矩陣C，否則將相應(yīng)參數(shù)組合（t' n)作為行 向量先后編入矩陣D;當(dāng)t'a-t'a_i=unit則將相應(yīng)參數(shù)組合（t' & 〇 'a_i)、（t' a，〇 ' a)作 為行向量先后編入矩陣C末端，否則將相應(yīng)參數(shù)組合〇'a)作為行向量 先后編入矩陣D末端； 矩陣C的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)的連續(xù)時(shí)段序列，第二列為相應(yīng)時(shí)段的波動(dòng)程度；矩 陣D的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動(dòng)的不連續(xù)時(shí)段序列，第二列為相應(yīng)時(shí)段的波動(dòng)程度。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104268436SQ201410557019
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】王現(xiàn)勛, 梅亞東, 孔艷君, 楊璐, 魏翔, 徐雨妮 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)