本申請(qǐng)涉及新能源集群效應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時(shí)域相關(guān)性量化分析間歇性能源集群效應(yīng)的方法。

背景技術(shù)：

間歇性能源是指太陽能、風(fēng)能等不連續(xù)產(chǎn)生的能源，間歇性能源出力具有不可預(yù)測的波動(dòng)性。目前，我國間歇性能源正在由分散、小規(guī)模開發(fā)向高集中、大規(guī)模開發(fā)快速發(fā)展，間歇性能源集群出力波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、調(diào)度規(guī)劃等產(chǎn)生重要影響。因此，研究間歇性能源集群出力變化規(guī)律對(duì)于電網(wǎng)的有效管控有重要意義。

由于風(fēng)電場覆蓋地域較大，場內(nèi)風(fēng)機(jī)接受的風(fēng)能會(huì)存在空間上的差異，風(fēng)電場輸出功率波動(dòng)會(huì)隨著空間規(guī)模的擴(kuò)大會(huì)趨于緩和，這種現(xiàn)象稱為風(fēng)電出力的集群效應(yīng)。研究其時(shí)空變化特性對(duì)于波動(dòng)性的影響，有助于修正多時(shí)空尺度下風(fēng)電場的預(yù)測和評(píng)估結(jié)果，進(jìn)而為系統(tǒng)備用容量的確定、電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度提供可靠依據(jù)。

目前，已經(jīng)有相關(guān)技術(shù)人員對(duì)間歇性能源集群效應(yīng)進(jìn)行了研究，并給出了相應(yīng)的評(píng)估方式。該方法基于峰值比、相對(duì)峰值比、最大偏移量比、最大幅值差比等指標(biāo)對(duì)間歇性能源協(xié)同效應(yīng)進(jìn)行了分析、量化評(píng)估，表明風(fēng)電和光伏疊加可以一定程度上削弱間歇性能源出力的波動(dòng)性。然而該方法在對(duì)集群效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估時(shí)并沒有對(duì)風(fēng)電出力整體的波動(dòng)性進(jìn)行分析，且由于裝機(jī)容量的不同，各個(gè)風(fēng)電場對(duì)集群出力的波動(dòng)影響也各不相同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的目的是為了解決現(xiàn)有間歇性能源集群效應(yīng)分析方法中存在的忽略裝機(jī)容量、且未對(duì)間歇性能源集群整體的波動(dòng)性進(jìn)行分析的問題。

為此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于時(shí)域相關(guān)性量化分析間歇性能源集群效應(yīng)的方法，包括如下步驟：

步驟一、統(tǒng)計(jì)間歇性能源的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)；

步驟二、根據(jù)所述出力數(shù)據(jù)計(jì)算間歇性能源出力自相關(guān)系數(shù)；

步驟三、根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)及間歇性能源的裝機(jī)容量，計(jì)算所述間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比；

步驟四、根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比，確定間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟一中，統(tǒng)計(jì)間歇性能源的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)，包括：

采集間歇性能源單個(gè)電場在不同時(shí)間尺度下的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)兩個(gè)以上電場的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)之和作為間歇性能源集群電場的集群出力。

進(jìn)一步地，步驟二中，所述間歇性能源出力自相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：

式(1)中，ρ_j為間歇性能源單個(gè)電場的出力自相關(guān)系數(shù)；P_A為間歇性能源單個(gè)電場出力數(shù)據(jù)，P_At、P_AT為間歇性能源單個(gè)電場出力時(shí)間序列，T＝t+j，j為滯后時(shí)間；EP_At、EP_AT分別為出力時(shí)間序列P_At、P_AT的期望值；S為間歇性能源出力采樣點(diǎn)數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟三中，所述間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的計(jì)算公式為：

式(2)中，η_r為間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比；ρ_cluster為間歇性能源集群出力自相關(guān)系數(shù)，P_B為間歇性能源集群電場出力，P_Bt、P_BT為間歇性能源集群電場出力時(shí)間序列，T＝t+j，j為滯后時(shí)間；C_j為單個(gè)電場的裝機(jī)容量；C_N為間歇性能源集群裝機(jī)容量；ρ_j為間歇性能源單個(gè)電場的出力自相關(guān)系數(shù)；ρ_q為考慮裝機(jī)容量時(shí)間歇性能源電場加權(quán)自相關(guān)系數(shù)之和。

進(jìn)一步地，步驟四中，根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比，確定間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果，包括：

根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比在不同時(shí)間尺度下的曲線變化圖，確定所述間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述間歇性能源單個(gè)電場在不同時(shí)間尺度下的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)為所述電場發(fā)出的功率數(shù)據(jù)。

一種基于時(shí)域相關(guān)性量化分析間歇性能源集群效應(yīng)的方法，還可以包括如下步驟：

統(tǒng)計(jì)間歇性能源的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述出力數(shù)據(jù)計(jì)算間歇性能源出力自相關(guān)系數(shù)；

根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)，確定間歇性能源出力自相關(guān)性的結(jié)果；或者，根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)及間歇性能源的裝機(jī)容量，計(jì)算所述間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比；

根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比，確定間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)，確定間歇性能源出力自相關(guān)性的結(jié)果，包括：

根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)在不同時(shí)間尺度下的曲線變化圖，確定所述間歇性能源出力自相關(guān)性的結(jié)果。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案包括以下有益效果：通過計(jì)算間歇性能源出力的自相關(guān)系數(shù)，可以對(duì)不同時(shí)間尺度下間歇性能源自身出力的相關(guān)性和波動(dòng)性進(jìn)行衡量；通過計(jì)算集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比衡量集群效應(yīng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中忽略的裝機(jī)容量這一因素，從而可以更為準(zhǔn)確的量化分析集群效應(yīng)；此外，本申請(qǐng)適用于間歇性能源風(fēng)電場出力、間歇性能源集群效應(yīng)的評(píng)估，為電網(wǎng)規(guī)劃提供了依據(jù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例1提供的一種基于時(shí)域相關(guān)性量化分析間歇性能源集群效應(yīng)的方法的流程示意圖；

圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑牟蓸訒r(shí)間間隔為15min時(shí)云南A風(fēng)電場出力自相關(guān)系數(shù)的曲線變化圖；

圖3為本申請(qǐng)?zhí)峁┑牟蓸訒r(shí)間間隔為1h時(shí)云南A風(fēng)電場出力自相關(guān)系數(shù)的曲線變化圖；

圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑脑颇螦風(fēng)電場在強(qiáng)風(fēng)期、弱風(fēng)期的典型月份出力自相關(guān)系數(shù)的曲線變化圖；

圖5為本申請(qǐng)?zhí)峁┑拈g歇性能源不同集群規(guī)模下集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的曲線變化圖；

圖6為本申請(qǐng)?zhí)峁┑拈g歇性能源不同季度集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的曲線變化圖；

圖7為本申請(qǐng)?zhí)峁┑拈g歇性能源風(fēng)電場強(qiáng)風(fēng)期與弱風(fēng)期典型月份集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的曲線變化圖。

具體實(shí)施方式

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

實(shí)施例1：

參見圖1所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例1提供的一種基于時(shí)域相關(guān)性量化分析間歇性能源集群效應(yīng)的方法的流程示意圖，所述方法包括如下步驟：

S101、統(tǒng)計(jì)間歇性能源的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)；

S102、根據(jù)所述出力數(shù)據(jù)計(jì)算間歇性能源出力自相關(guān)系數(shù)；

S103、根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)及間歇性能源的裝機(jī)容量，計(jì)算所述間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比；

S104、根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比，確定間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟S101中，統(tǒng)計(jì)間歇性能源的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)，包括：

采集間歇性能源單個(gè)電場在不同時(shí)間尺度下的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)兩個(gè)以上電場的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)之和作為間歇性能源集群電場的集群出力。

進(jìn)一步地，步驟S102中，所述間歇性能源出力自相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：

式(1)中，ρ_j為間歇性能源單個(gè)電場的出力自相關(guān)系數(shù)；P_A為間歇性能源單個(gè)電場出力數(shù)據(jù)，P_At、P_AT為間歇性能源單個(gè)電場出力時(shí)間序列，T＝t+j，j為滯后時(shí)間；EP_At、EP_AT分別為出力時(shí)間序列P_At、P_AT的期望值；S為間歇性能源出力采樣點(diǎn)數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟S103中，所述間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的計(jì)算公式為：

式(2)中，η_r為間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比；ρ_cluster為間歇性能源集群出力自相關(guān)系數(shù)，P_B為間歇性能源集群電場出力，P_Bt、P_BT為間歇性能源集群電場出力時(shí)間序列，T＝t+j，j為滯后時(shí)間；C_j為單個(gè)電場的裝機(jī)容量；C_N為間歇性能源集群裝機(jī)容量；ρ_j為間歇性能源單個(gè)電場的出力自相關(guān)系數(shù)；ρ_q為考慮裝機(jī)容量時(shí)間歇性能源電場加權(quán)自相關(guān)系數(shù)之和。

進(jìn)一步地，步驟S104中，根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比，確定間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果，包括：

根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比在不同時(shí)間尺度下的曲線變化圖，確定所述間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述間歇性能源單個(gè)電場在不同時(shí)間尺度下的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)為所述電場發(fā)出的功率數(shù)據(jù)。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述方法還可以包括如下步驟：

S201、統(tǒng)計(jì)間歇性能源的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)；

S202、根據(jù)所述出力數(shù)據(jù)計(jì)算間歇性能源出力自相關(guān)系數(shù)；

S203、根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)，確定間歇性能源出力自相關(guān)性的結(jié)果；或者，根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)及間歇性能源的裝機(jī)容量，計(jì)算所述間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比；

S204、根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比，確定間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟S201中，統(tǒng)計(jì)間歇性能源的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)，包括：

采集間歇性能源單個(gè)電場A在不同時(shí)間尺度下的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)兩個(gè)以上電場的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)之和作為間歇性能源集群電場的集群出力。

進(jìn)一步地，步驟S202中，所述間歇性能源出力自相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：

式(1)中，ρ_j為間歇性能源單個(gè)電場A的出力自相關(guān)系數(shù)；P_A為間歇性能源單個(gè)電場A出力數(shù)據(jù)，P_At、P_AT為間歇性能源單個(gè)電場A出力時(shí)間序列，T＝t+j，j為滯后時(shí)間；EP_At、EP_AT分別為出力時(shí)間序列P_At、P_AT的期望值；S為間歇性能源單個(gè)電場A的出力采樣點(diǎn)數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟S203中，根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)，確定間歇性能源出力自相關(guān)性的結(jié)果，包括：

根據(jù)所述出力自相關(guān)系數(shù)在不同時(shí)間尺度下的曲線變化圖，確定所述間歇性能源出力自相關(guān)性的結(jié)果。

具體地，當(dāng)采樣間隔時(shí)間為15min時(shí)，根據(jù)采集到的云南A風(fēng)電場在不同時(shí)間尺度下的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)，計(jì)算得出云南A風(fēng)電場的出力自相關(guān)系數(shù)并繪制如圖2所示的A風(fēng)電場出力自相關(guān)系數(shù)的曲線變化圖。

當(dāng)采樣間隔時(shí)間為1h時(shí)，根據(jù)采集到的云南A風(fēng)電場在不同時(shí)間尺度下的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)，計(jì)算得出云南A風(fēng)電場的出力自相關(guān)系數(shù)并繪制如圖3所示的A風(fēng)電場出力自相關(guān)系數(shù)的曲線變化圖。

由圖2或圖3可以看出：當(dāng)滯后時(shí)間小于7h時(shí)，A風(fēng)電場的出力自相關(guān)系數(shù)均大于0.7，表明風(fēng)電場出力自相關(guān)性強(qiáng)。此外，由圖2和圖3均可以得出A風(fēng)電場的自相關(guān)系數(shù)隨著滯后時(shí)間的增大而減小。由圖3可以看出，當(dāng)滯后時(shí)間為24h的整數(shù)倍時(shí)，曲線呈現(xiàn)凸起狀，表明A風(fēng)電場日出力呈現(xiàn)一定的相關(guān)性。

此外，還可以在相同的時(shí)間尺度下，采集云南A風(fēng)電場在強(qiáng)風(fēng)期、弱風(fēng)期的典型月份(1月、7月)的實(shí)時(shí)出力數(shù)據(jù)，計(jì)算得出云南A風(fēng)電場的出力自相關(guān)系數(shù)并繪制如圖4風(fēng)電出力自相關(guān)系數(shù)的曲線變化圖。

由圖4可以看出：云南A風(fēng)電場在強(qiáng)風(fēng)期的風(fēng)電場出力自相關(guān)系數(shù)較弱風(fēng)期的風(fēng)電場出力自相關(guān)系數(shù)大，即A風(fēng)電場在強(qiáng)風(fēng)期的風(fēng)電場出力自相關(guān)性較強(qiáng)。

進(jìn)一步地，步驟S203中，所述間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的計(jì)算公式為：

式(2)中，η_r為間歇性能源集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比；ρ_cluster為間歇性能源集群出力自相關(guān)系數(shù)，P_B為間歇性能源集群電場出力，P_Bt、P_BT為間歇性能源集群電場出力時(shí)間序列，T＝t+j，j為滯后時(shí)間；C_j為單個(gè)電場的裝機(jī)容量；C_N為間歇性能源集群裝機(jī)容量；ρ_j為間歇性能源單個(gè)電場的出力自相關(guān)系數(shù)；ρ_q為考慮裝機(jī)容量時(shí)間歇性能源電場加權(quán)自相關(guān)系數(shù)之和。

進(jìn)一步地，步驟S204中，根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比，確定間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果，包括：

根據(jù)所述集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比在不同時(shí)間尺度下的曲線變化圖，確定所述間歇性能源集群效應(yīng)的結(jié)果。

具體包括：

根據(jù)計(jì)算得到的不同集群規(guī)模下(兩個(gè)風(fēng)電場、四個(gè)風(fēng)電場)集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比繪制如圖5所示的兩個(gè)風(fēng)電場、四個(gè)風(fēng)電場集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的變化曲線圖。

由圖5可以看出：隨著集群規(guī)模的擴(kuò)大，集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比隨之增加。也就是說，當(dāng)集群規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，風(fēng)電場集群出力的波動(dòng)性減弱，集群出力的相關(guān)性增強(qiáng)，出力自相關(guān)系數(shù)較大，集群效應(yīng)更明顯。

根據(jù)計(jì)算得到的間歇性能源在不同季度(春、夏、秋、冬)的集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比繪制如圖6所示的間歇性能源不同季度集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的曲線變化圖。

由圖6可以看出：夏、秋兩季集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比較大，春、冬兩季集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比較小，表明所述間歇性能源在夏季和秋季風(fēng)電場出力集群效果更明顯。

根據(jù)計(jì)算得到的間歇性能源(四個(gè)風(fēng)電場)在強(qiáng)風(fēng)期與弱風(fēng)期典型月份(1月、7月)的集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比繪制如圖7所示的集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比的曲線變化圖。

由圖7可以看出：月平均功率較高的月份，集群效應(yīng)相關(guān)系數(shù)比較小；月平均功率較小的月份集群出力相關(guān)系數(shù)比較大，集群效應(yīng)較明顯；1月集群出力均值67.9399MW，7月集群出力均值26.9422MW。

以上所述僅是本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本申請(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)并不局限于上面的描述，且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本申請(qǐng)的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。