基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動連續(xù)時段識別方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動連續(xù)時段識別方法及系統(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)分別進行子區(qū)間劃分長度、趨勢擬合、重疊部分?jǐn)M合，得到整個過程線擬合序列；進行波動敏感度擬定、波動識別和連續(xù)時段識別。本發(fā)明所提供基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動時段識別技術(shù)方案，通過自動化提煉風(fēng)電出力過程線波動的時段，提供了新的判斷識別方式，結(jié)果簡單明了，實施簡便易行。對比現(xiàn)有技術(shù)，為時段級的風(fēng)電出力過程線波動識別提供了新的途徑，是本【技術(shù)領(lǐng)域】的重要創(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)電運行成本和提高風(fēng)力應(yīng)用效率，對于風(fēng)電運行管理和風(fēng)電補償調(diào)節(jié)具有重要實際應(yīng)用意義。
【專利說明】基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動連續(xù)時段識別方法及系統(tǒng)

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

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)電運行穩(wěn)定分析研究主要用于為風(fēng)電運行管理和風(fēng)電補償調(diào)節(jié)提供決策支持。 提高風(fēng)電運行穩(wěn)定分析的精度對于提高風(fēng)能利用和節(jié)能減排具有重大意義。風(fēng)電波動時段 的主要特征為風(fēng)電出力在該時段的波動程度較大。目前國內(nèi)外關(guān)于風(fēng)電出力波動程度的 刻畫方法主要包括：出力的標(biāo)準(zhǔn)差、相鄰時段出力差的絕對值之和、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出力過程或者某一個時段出 力的波動程度，不能對出力過程中的某些連續(xù)時段的出力波動程度進行識別。識別出連續(xù) 時段的出力波動程度則可用于分析波動狀態(tài)的持續(xù)時間和風(fēng)電補償調(diào)節(jié)所需的備用。鑒于 此，如能對風(fēng)電波動進行連續(xù)時段的波動識別則可為風(fēng)電運行管理和風(fēng)電補償調(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，提供一種基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動 連續(xù)時段識別方案，以進行連續(xù)時段的波動判斷。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動連續(xù)時段識別方 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連接組成，設(shè)共有N個點，將這N個點分別作為控制點并由左至右編號 依次為1,2，···，N，第i個控制點坐標(biāo)記為（ti, Pi), i = 1,2，·· ·，Ν,風(fēng)電出力過程線中所有 控制點的縱坐標(biāo)Pi構(gòu)成序列{PJ，風(fēng)電出力過程線總時段長度為24h，相鄰控制點之間的 時間間隔保持一致；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 中元素的個數(shù)；unit為風(fēng)電出力過程線中相鄰控制點之間的時間間隔；
[0007] 步驟3,根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)r，進行子區(qū)間劃分長度計算如下，
[0008] s = 2m
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動連續(xù)時段識別方法，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 解析為由若干點連接組成，設(shè)共有N個點，將這N個點分別作為控制點并由左至右編號依次 為1，2,…，N，第i個控制點坐標(biāo)記為Pi)，i= 1，2,. . .，N，風(fēng)電出力過程線中所有控制 點的縱坐標(biāo)PJQ成序列{PJ，風(fēng)電出力過程線總時段長度為24h，相鄰控制點之間的時間間 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 素的個數(shù)；unit為風(fēng)電出力過程線中相鄰控制點之間的時間間隔； 步驟3,根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)r，進行子區(qū)間劃分長度計算如下，s= 2m
其中，s為子區(qū)間長度，m為子區(qū)間重疊長度，M= 步驟4,按照子區(qū)間長度s進行風(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個控制點至第（k+l)Xm+l個控制點之間部分分 害IJ為第k個子區(qū)間，其中k= 1，2,. ..，K;如果
，否則
表示對取整； 將風(fēng)電出力過程線剩下的第KXm+1個控制點至第N個控制點之間的部分分割為第K+1 個子區(qū)間； 前K個子區(qū)間由2m+l個控制點組成，控制點坐標(biāo)依次記為 (tf,P1Kt丨,Rf),...,U^15P丨m+1);第K+1個子區(qū)間由N-KXm個控制點組成，控制點坐標(biāo)依次 記為（tf+1,(GpTWCiLpn kI); 步驟5,對步驟4所得的每個子區(qū)間進行趨勢擬合，得到對應(yīng)的擬合序列；前K個子區(qū) 間的擬合序列的控制點坐標(biāo)記為"丨人#"),"〗",？^),…,"=,?=),!^=!，2，…，^ K+1個子區(qū)間的擬合序列的控制點坐標(biāo)記為（tp'PriKtf'Pf，，…,（巧^,?=.:) ?， 步驟6,進行重疊部分?jǐn)M合加權(quán)序列計算如下， 由步驟4所得的K+1個子區(qū)間之間共有K個重疊部分，每個重疊部分的擬合加權(quán)序列 由下式計算，
其中，wP/%/.為第k個重疊部分的擬合加權(quán)序列中的第1個控制點的縱坐標(biāo)，k= 1，2，...，K，X2為權(quán)重系數(shù)，I= 1，2，...，!11+1，？2為第1^個子區(qū)間的擬合序列的第 1+m個控制點縱坐標(biāo)，為第k+1個子區(qū)間的擬合序列中第1個控制點縱坐標(biāo)，Ai=l-(l-l)/m,入 2 = (l-l)/m; 將第k個重疊部分的擬合加權(quán)序列的控制點坐標(biāo)記為 (tf'ihP1aA,(t丨"/PfOhPi=)，對K個重疊部分均進行處理后得K個擬合加權(quán)序 列，且前一個擬合加權(quán)序列的最后一個控制點坐標(biāo)與后一個擬合加權(quán)序列的第一個控制點 坐標(biāo)相同，將去重后的K個擬合加權(quán)序列首尾相連得到整個過程線重疊部分的擬合加權(quán)序 列，該序列包含KXm+1個控制點； 步驟7,進行整個過程線擬合序列生成如下， 將第一個子區(qū)間擬合序列的前m個控制點（t卜 新序列的第一部分，將步驟6所得的整個過程線重疊部分的擬合加權(quán)序列的KXm+1 個控制點作為第二部分，將第K+1個子區(qū)間擬合序列的后N-KXm- (m+1)個點即 (tf，,Pff ), (,P1=;),…，（,PnkZ 得到整個過程線擬合序列； 步驟8,將步驟7所得整個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，進入步驟9 ; 步驟9,進行波動敏感度擬定如下， 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個整個過程線擬合 序列進行合并，得到NX(R+1)矩陣A; 依次對矩陣A的每一行所含元素組成的集合計算標(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的排序計算對應(yīng)的頻率，得到N個參數(shù) 組合（〇 'i，Hi);在N個（〇 'i，Hi)組合中讀取與預(yù)設(shè)參數(shù)n最接近的Hi所對應(yīng)的 〇 'i值并賦于標(biāo)準(zhǔn)差閾值參數(shù)〇 ; 步驟10,進行波動識別如下， 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 行識別判斷，包括當(dāng)。i>。時，則將相應(yīng)參數(shù)組合J作為行向量先后編入矩陣B; 識別結(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)波動時段序列，記為{Vdai=l，2，...，a，第二列為相應(yīng)時段的波動程度，記為{〇 'n}，ii=l，2，...，a; 步驟11，進行連續(xù)時段識別如下， 根據(jù)步驟10求得的風(fēng)電日內(nèi)波動時段序列IV"}，按照ii值從小到大順序進行連 續(xù)時段識別，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)波動的連續(xù)時段序列，第二列為相應(yīng)時段的波動程度；矩 陣D的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動的不連續(xù)時段序列，第二列為相應(yīng)時段的波動程度。
2. -種基于趨勢擬合的風(fēng)電日內(nèi)波動連續(xù)時段識別系統(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連接組成，設(shè)共有N個點，將這N個點分別作為控制點并由左至右編 號依次為1，2,…，N，第i個控制點坐標(biāo)記為（\，Pi)，i= 1，2, ? ? ?，N，風(fēng)電出力過程線中所 有控制點的縱坐標(biāo)PJQ成序列{PJ，風(fēng)電出力過程線總時段長度為24h，相鄰控制點之間的 時間間隔保持一致； 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 素的個數(shù)；unit為風(fēng)電出力過程線中相鄰控制點之間的時間間隔； 區(qū)間長度確定模塊，用于根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)r，進行子區(qū)間劃分長度計算如下，s= 2m
其中，s為子區(qū)間長度，m為子區(qū)間重疊長度，M= 子區(qū)間分割模塊，用于按照子區(qū)間長度s進行風(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個控制點至第（k+1)Xm+1個控制點之間部分分割 為第k個子區(qū)間，其中k= 1，2,. ..，K;如果」
，否則
表示對取整； 將風(fēng)電出力過程線剩下的第KXm+1個控制點至第N個控制點之間的部分分割為第K+1 個子區(qū)間； 前K個子區(qū)間由2m+l個控制點組成，控制點坐標(biāo)依次記為 第K+1個子區(qū)間由N-KXm個控制點組成，控制點坐標(biāo)依次 記為(tf+1,f), (tf1，PT)，…,(d,Pd); 趨勢擬合模塊，用于對子區(qū)間分割模塊所得的每個子區(qū)間進行趨勢 擬合，得到對應(yīng)的擬合序列；前K個子區(qū)間的擬合序列的控制點坐標(biāo)記為 (十), ) ,...，（W15Pg1)，k= 1，2,. . .，K，第K+1個子區(qū)間的擬合序列的控制 點坐標(biāo)記為 重疊擬合加權(quán)模塊，用于進行重疊部分?jǐn)M合加權(quán)序列計算如下， 由子區(qū)間分割模塊所得的K+1個子區(qū)間之間共有K個重疊部分，每個重疊部分的擬合 加權(quán)序列由下式計算， =I1X^I+A2XP^ 其中，MP/V為第k個重疊部分的擬合加權(quán)序列中的第1個控制點的縱坐標(biāo)，k= 1，2,. . .，K,ApA2為權(quán)重系數(shù)，1 = 1，2,. . .，m+1,P/2為第k個子區(qū)間的擬合序列的第 1+m個控制點縱坐標(biāo)，P/11z為第k+1個子區(qū)間的擬合序列中第1個控制點縱坐標(biāo)，Ai=l-(l-l)/m,入 2 = (l-l)/m; 將第k個重疊部分的擬合加權(quán)序列的控制點坐標(biāo)記為 (十z/Pf") ,(tf/#'0 ,…mP=)，對K個重疊部分均進行處理后得K個擬合加權(quán)序 列，且前一個擬合加權(quán)序列的最后一個控制點坐標(biāo)與后一個擬合加權(quán)序列的第一個控制點 坐標(biāo)相同，將去重后的K個擬合加權(quán)序列首尾相連得到整個過程線重疊部分的擬合加權(quán)序 列，該序列包含KXm+1個控制點； 過程線擬合模塊，用于進行整個過程線擬合序列生成如下， 將第一個子區(qū)間擬合序列的前m個控制點（tf,P11" 作為新 序列的第一部分，將重疊擬合加權(quán)模塊所得的整個過程線重疊部分的擬合加權(quán)序列的KXm+1個控制點作為第二部分，將第K+1個子區(qū)間擬合序列的后N-KXm-(m+l)個點即 …，（t=；i,PNK+KD 得到整個過程線擬合序列； 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)間長度確定模塊進行工作；若1' = 1?，命 令敏感度模塊進行工作； 敏感度模塊，用于進行波動敏感度擬定如下， 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個整個過程線擬合 序列進行合并，得到NX(R+1)矩陣A; 依次對矩陣A的每一行所含元素組成的集合計算標(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的排序計算對應(yīng)的頻率[
，得到N個參數(shù) 組合（〇 'i，Hi);在N個（〇 'i，Hi)組合中讀取與預(yù)設(shè)參數(shù)n最接近的Hi所對應(yīng)的 〇 'i值并賦于標(biāo)準(zhǔn)差閾值參數(shù)〇 ; 波動識別模塊，用于進行波動識別如下， 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 序進行識別判斷，包括當(dāng)Oi > 〇時，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)波動時段序列，記為{Vdai=l，2，...，a，第二列為相應(yīng)時段的波動程度，記為{〇 'n}，ii=l，2，...，a; 時段識別模塊，用于進行連續(xù)時段識別如下， 根據(jù)波動識別模塊所得風(fēng)電日內(nèi)波動時段序列IViJ，按照ii值從小到大順序進行 連續(xù)時段識別，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)波動的連續(xù)時段序列，第二列為相應(yīng)時段的波動程度；矩 陣D的第一列為風(fēng)電日內(nèi)波動的不連續(xù)時段序列，第二列為相應(yīng)時段的波動程度。
【文檔編號】G06F19/00GK104268436SQ201410557019
【公開日】2015年1月7日 申請日期: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 申請人:武漢大學(xué)