一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法及預測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法及預測系統(tǒng)，屬于水力發(fā)電功率預測【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法將接入同一變電站的若干個小水電視為一個集群，分別對集群內(nèi)所有單個小水電功率數(shù)據(jù)和集群整體功率數(shù)據(jù)進行預測，然后將兩方面預測結(jié)果相融合獲得最終的集群發(fā)電預測數(shù)值。本發(fā)明還提供一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測系統(tǒng)。本發(fā)明將分散的多個徑流式小水電歸為一個集群，充分考慮徑流式小水電的累積效應和滯后效應，計算未來時刻功率預測數(shù)值時將單點功率變化率與平均功率變化率相結(jié)合，集群功率預測結(jié)果融合了整體功率預測結(jié)果和所有單個小水電功率預測結(jié)果，針對徑流式小水電功率輸出規(guī)律性差而無法準確預測技術(shù)問題，本發(fā)明預測準確性較好。
【專利說明】一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法及預測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法及預測系統(tǒng)，尤其涉及一種以變電站為中心的徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法及其系統(tǒng)，屬于水力發(fā)電功率預測【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國水力發(fā)電已經(jīng)步入了高速發(fā)展階段，新增裝機容量每年呈現(xiàn)遞增態(tài)勢，但這其中包含了相當數(shù)量的徑流式小水電站。由于沒有庫容，缺乏來水調(diào)節(jié)能力，大量徑流式小水電接入電網(wǎng)后，其間歇性和隨機性的特點必然會對整個電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定及電能質(zhì)量帶來嚴峻考驗，從而限制了徑流式小水電的發(fā)展規(guī)模。如果能夠準確預測徑流式小水電發(fā)電功率，預知未來短期時間內(nèi)的功率變化趨勢，就能為調(diào)度人員及時調(diào)整電網(wǎng)調(diào)度運行方案提供客觀依據(jù)，使電網(wǎng)安全運行得到保障。
[0003]徑流式小水電站多處于偏遠山區(qū)且數(shù)量眾多，其發(fā)電能力受季節(jié)、氣候、地理環(huán)境等多種因素影響，具有明顯的累積效應和滯后效應，因此輸出功率多呈現(xiàn)較大的不均衡性和不確定性。當某一地區(qū)具有大規(guī)模徑流式小水電時，會出現(xiàn)因降水造成的短期水電功率大發(fā)，在并向主網(wǎng)傳輸時，如果調(diào)度不掌握這些信息，調(diào)控手段不及時將導致主網(wǎng)調(diào)度的經(jīng)濟性和安全性受到首要威脅。從已公開發(fā)表的文獻來看，目前針對小水電發(fā)電的研究逐漸增多，但都集中在具有調(diào)節(jié)能力的帶庫容小水電功率預測上。面向沒有調(diào)節(jié)能力的徑流式小水電功率預測的研究國內(nèi)還沒有成熟模型，主要原因在于徑流式小水電功率輸出規(guī)律性差，預測準確性較低。如果把接入同一個變電站的多個徑流式小水電集中起來形成集群，則集群輸出功率波動性將會降低，對其進行預測的結(jié)果將會明顯改善。目前針對徑流式小水電集群發(fā)電功率預測的研究還未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法及預測系統(tǒng)。該方法將接入同一變電站的若干個小水電站視為一個集群，考慮到徑流式小水電的累積效應和滯后效應，將傳統(tǒng)的相似日概念擴展為時間長度更為靈活的相似日區(qū)間。定義歸一化形系數(shù)作為衡量兩個數(shù)據(jù)序列形狀相似度的標準，取預測日之前一段時間功率數(shù)據(jù)作為目標數(shù)據(jù)序列，在歷史功率數(shù)據(jù)序列中檢索與目標數(shù)據(jù)序列形狀最相近的若干相似日區(qū)間，通過分析各相似日區(qū)間之后功率序列的變化趨勢來計算預測日的功率序列。本發(fā)明分別對集群內(nèi)所有單個小水電功率數(shù)據(jù)和集群整體功率數(shù)據(jù)進行預測，然后將兩方面預測結(jié)果相融合。
[0005]本發(fā)明提出的方法包含三部分:(1)對集群內(nèi)每個小水電發(fā)電功率進行預測。(2)對集群整體發(fā)電功率進行預測。(3)將基于兩種數(shù)據(jù)的預測結(jié)果融合獲得集群發(fā)電功率預測結(jié)果。其中(I)和(2 )中的功率預測過程相同，但預測數(shù)據(jù)不同。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是，[0007]—種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法，該方法:
[0008]將兩個長度為n的數(shù)據(jù)序列 X = (X1,...，Xk，...，X}和 Y = (Y1,...，Yk，...，Y}的歸一化形系數(shù)S定義為:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法，其特征在于，該方法，
(I)將兩個長度為n 的數(shù)據(jù)序列 X = (X1,...，Xk，.?.，XJ 和 Y = (Y1,..., Yk,..., YJ的歸一化形系數(shù)S定義為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法，其特征在于，所述(1.1)基于日電量數(shù)據(jù)的相似日區(qū)間選取方法步驟(b)計算歸一化形系數(shù)過程中，不斷將結(jié)果S與3_5,進行對比，較早地排除形狀相似度較差的序列，在計算公式(I)時滿足以下條件之一則終止并轉(zhuǎn)到步驟(f):
(bl)當 S ≥ Sworst 且 k < n,
(b2)當 S ≥ 0.8*Sworst 且 k ≥ n/2，
(b3)當 S ≥0.5*Sworst 且 k ≥ n/4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測方法的一種徑流式小水電集群發(fā)電功率短期預測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層； 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)訪問層相連；數(shù)據(jù)訪問層與業(yè)務(wù)邏輯層相連；業(yè)務(wù)邏輯層與表示層相連； 表示層負責用戶與系統(tǒng)之間的交互； 數(shù)據(jù)庫中含有小水電功率信息數(shù)據(jù)庫模塊、小水電電量數(shù)據(jù)庫模塊、預測結(jié)果數(shù)據(jù)庫模塊、小水電基本信息數(shù)據(jù)庫模塊、小水電拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫模塊、系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫模塊；數(shù)據(jù)訪問層含有功率數(shù)據(jù)訪問模塊、電量數(shù)據(jù)訪問模塊、預測結(jié)果數(shù)據(jù)訪問模塊、基本信息訪問模塊、拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)訪問模塊、系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)訪問模塊； 業(yè)務(wù)邏輯層包括功率數(shù)據(jù)導入模塊、電量數(shù)據(jù)維護模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護模塊、功率預測模塊、預測結(jié)果管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、數(shù)據(jù)備份模塊； 其中，所述功率數(shù)據(jù)導入模塊包括映射維護、數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)糾錯、數(shù)據(jù)填補； 所述電量數(shù)據(jù)維護模塊包括單站電量計算、集群電量計算； 所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護模塊包括小水電基本信息、變電站基本信息、小水電與變電站之間的拓撲結(jié)構(gòu)； 所述功率預測模塊包括訓練、單站預測、集群預測； 所述預測結(jié)果管理模塊包括預測結(jié)果查詢、分析、統(tǒng)計； 所述系統(tǒng)管理模塊包括角色、權(quán)限、用戶、日志； 所述數(shù)據(jù)備份模塊包括數(shù)據(jù)備份、恢復、對比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)輸出模塊；所述數(shù)據(jù)輸出模塊包括數(shù)據(jù)檢索、顯示、導出文件、打印。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述表示層為瀏覽器。
【文檔編號】G06Q50/06GK103679288SQ201310648773
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】彭文, 劉文霞, 辜庭帥, 趙天陽, 李鶴 申請人:華北電力大學