專利名稱：基于Copula理論的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可靠性評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可靠性評估方法，屬于電力系統(tǒng)風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大規(guī)模風(fēng)電場、光伏電站的接入對發(fā)電系統(tǒng)的可靠性造成一定影響。同一地區(qū)的風(fēng)電場、光伏電站出力并不是完全獨(dú)立的，兩者之間的相關(guān)性會改變風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)出力的概率分布，影響發(fā)電系統(tǒng)的可靠性評估。在現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)研究中，將風(fēng)電場和光伏電站的出力作為兩個獨(dú)立的個體進(jìn)行建模分析，并未計(jì)及風(fēng)電、光伏出力的相關(guān)性，與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)出力的累計(jì)概率分布實(shí)測值差距較大，且不能準(zhǔn)確進(jìn)行風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可靠性分析。本發(fā)明基于Copula理論，建立風(fēng)電場、光伏電站聯(lián)合出力概率分布模型，不僅考慮了風(fēng)速、光照強(qiáng)度的隨機(jī)性，并且計(jì)及風(fēng)電場、光伏電站出力的相關(guān)性，能夠較好的描述風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)出力的概率特性，且能準(zhǔn)確地對風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評·估。由于風(fēng)速、光照強(qiáng)度等自然因素固有的隨機(jī)性和波動性，風(fēng)電場、光伏電站的出力呈現(xiàn)較強(qiáng)的間歇性和不可控性。隨著間歇性電源穿透功率的增加，可再生能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來的影響日益突出，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。因此，對含可再生能源的發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的可靠性評估十分必要。上述問題的關(guān)鍵在于建立準(zhǔn)確的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)可靠性模型，本發(fā)明即基于Copula理論建立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可靠性模型。Copula理論可以將一個聯(lián)合分布分解為k個邊緣分布和一個Copula函數(shù),Copula函數(shù)描述了變量間的相關(guān)性。假設(shè)H(*， )為具有邊緣分布F(_)和G(_)的聯(lián)合分布函數(shù)，那么存在一個Copula 函數(shù) C ( , ),滿足H(x,y) = C(F(x),G(y))(I)此外，通過Copula函數(shù)C ( ， )的密度函數(shù)c( ， )和邊緣分布函數(shù)F ( )、G( )，可以求出分布函數(shù)H( ， )的密度函數(shù)h (x, y) = c (F (x), G (y)) f (x) g (y)(2)其中，u = F(x), v = G(y), f( )、g( )分別為 F( )、G( )的密度函數(shù)。在Copula函數(shù)族中，F(xiàn)rank Copula函數(shù)可以描述變量間的負(fù)相關(guān)關(guān)系。考慮到同一地區(qū)的風(fēng)電場、光伏電站的出力往往具有互補(bǔ)性，即負(fù)相關(guān)特性，本發(fā)明選取FrankCopula函數(shù)作風(fēng)電場、光伏電站出力聯(lián)合概率分布的連接函數(shù)。Frank Copula函數(shù)的分布函數(shù)和密度函數(shù)分別為 CAiL K0)=」li|l + {ed"-l){edv-l)\( 3 )
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權(quán)利要求
1.一種基于Copula理論的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可靠性評估方法，其特征在于令隨機(jī)變量P1和P2分別為風(fēng)電場和光伏電站的出力率，(pn, p12, ...,Pln)和(p2i, P22. ***. P2J分別為隨機(jī)變量P1和P2的樣本空間，n為樣本容量,且Pli和P2i在時間上對應(yīng),那么(Pli,P2i)和(Pij，P2j)為獨(dú)立同分布的隨機(jī)向量，i，j = I, 2，…，n且i關(guān)j，根據(jù)Copula理論，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)電場、光伏電站出力的聯(lián)合概率分布由以下步驟計(jì)算 1)確定風(fēng)電場和光伏電站出力的概率分布^t(P1)和fPV(P2)，即邊緣分布； 2)利用式7)和式8)分別對風(fēng)電場和光伏電站出力的概率分布^t(P1)和fPV(P2)進(jìn)行積分運(yùn)算，計(jì)算風(fēng)電場和光伏電站出力的累積概率分布Fwt(P1)和Fpv(P2)；
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于Copula理論的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可靠性評估方法，包括以下步驟1)確定風(fēng)電場和光伏電站出力的概率分布；2)分別對風(fēng)電場和光伏電站出力的概率分布fWT(P1)和fPV(P2)進(jìn)行積分運(yùn)算，計(jì)算風(fēng)電場和光伏電站出力的累積概率分布；3)計(jì)算風(fēng)電場和光伏電站出力的Kendall秩相關(guān)系數(shù)；4)計(jì)算Frank Copula函數(shù)相關(guān)參數(shù)θ；5)將式(2)和式(4)聯(lián)立，得到隨機(jī)變量P1和P2的聯(lián)合概率密度；6)根據(jù)風(fēng)電場、光伏電站出力的聯(lián)合概率密度函數(shù)，通過積分運(yùn)算得到風(fēng)光互補(bǔ)電站的累積概率分布，通過累積概率P(X)形成風(fēng)光互補(bǔ)電站出力的停運(yùn)表，由此建立風(fēng)光互補(bǔ)電站的可靠性模型。本發(fā)明能準(zhǔn)確地對風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估。
文檔編號H02J3/00GK102801157SQ201210257528
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者錢康, 袁越, 趙繼超, 李桃, 查國強(qiáng), 孫純軍, 許文超, 王震泉, 徐佩錫, 劉捷, 牛濤, 甄宏寧, 郭學(xué)英, 樂曉蓉, 韓志錕 申請人:江蘇省電力設(shè)計(jì)院, 河海大學(xué)