本發(fā)明涉及風電技術領域，尤其涉及一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價方法及裝置。

背景技術：

隨著風電在電網(wǎng)中的比重不斷增大，風電的波動性和間歇性為電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，對風電功率的合理預測，能夠輔助電力系統(tǒng)的調(diào)度人員制定周密的調(diào)度計劃，提前調(diào)整風電所占比例，風電功率預測模塊是風電能源調(diào)度系統(tǒng)中的重要組成部分，風電功率預測是否準確，是整個系統(tǒng)運行正確和穩(wěn)定的重要因素，對風電功率預測的合理評價，既能夠反映其算法準確率，進而幫助算法設計師提高預測算法水平，又能夠幫助調(diào)度員掌握當前預測系統(tǒng)的情況，在制定調(diào)度計劃時進行合理的調(diào)整，具有重要的實用價值，當前對預測系統(tǒng)的評價主要包括：準確率、均方根誤差、相關系數(shù)等指標，這種評價方法的時間粒度局限在一天，未能精細到每日峰平谷時段，未能從調(diào)峰能力的實際運行角度考察預測的準確性，這樣會使得預測發(fā)生誤差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：目前采用的技術無法長時間使用，時間局限強，另外，不能精細到每日峰平谷時段，不能從調(diào)峰能力的實際運行角度考察預測的準確性。

為解決上面的技術問題，本發(fā)明提供了一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價方法，該方法包括如下步驟：

S1,讀取預測風電計算時所需的參數(shù)；

S1,讀取風電有功功率的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)；

S2,對S1中的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)進行歸一化處理；

S3，根據(jù)S2中歸一化后的數(shù)據(jù)計算越限準確率和預測電量誤差；

S4，根據(jù)S2中歸一化后的數(shù)據(jù)計算加權(quán)平均準確率。

進一步地，所述S1中還包括：讀取預測風電計算時所需的參數(shù)，所述參數(shù)包括：風電場的裝機容量、計算加權(quán)準確率時的多個權(quán)重值。

進一步地，所述S1中還包括：

S11，讀取實際的風電功率數(shù)據(jù)序列；

S12，讀取預測的風電功率數(shù)據(jù)序列；

S13，讀取調(diào)峰能力上限功率數(shù)據(jù)序列；

S14，讀取調(diào)峰能力下限功率數(shù)據(jù)序列。

進一步地，所述S2中包括：

S21，將S11中的實際風電功率數(shù)據(jù)序列歸一化；

S22，將S12中的預測風電功率數(shù)據(jù)序列歸一化；

S23，將S13中的調(diào)峰能力上限功率數(shù)據(jù)序列歸一化；

S24，將S14中的調(diào)峰能力下限功率數(shù)據(jù)序列歸一化。

進一步地，所述S3中包括：

S31，初始化越限功率誤差變量,并且令越限數(shù)據(jù)點的總數(shù)N＝0，預測電量誤差Dev＝0；

S32，遍歷S2中歸一化后的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)功率序列，對每個功率點，找到與該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，進行S33；

S33，對于S32中的每個功率點，若該功率點大于或等于調(diào)峰能力下限功率點，同時該功率點小于或等于調(diào)峰能力上限功率點，則返回S32；否則進行S34；

S34，根據(jù)S32中的每個功率點以及該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，累計計算越限功率誤差變量，并將計數(shù)總數(shù)N加1；

S35，根據(jù)S32中的每個功率點以及該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，累計計算預測電量誤差Dev；

S36，若遍歷結(jié)束，則執(zhí)行S37；否則返回執(zhí)行S32繼續(xù)遍歷；

S37，根據(jù)S34中累計計算越限功率誤差變量來計算越限準確率。

進一步地，所述S4中包括：

S41，初始化加權(quán)誤差率變量,并且令總權(quán)重值NWT＝0；

S42，遍歷S2中歸一化后的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)功率序列，對每個功率點，找到與該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點；

S43，根據(jù)S42中的每個功率點以及與該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，在S1所述參數(shù)中找到與該功率點對應的權(quán)重；

S44，根據(jù)S43中的權(quán)重累計計算加權(quán)誤差率變量；

S45，根據(jù)S43中的權(quán)重累計計算總權(quán)重值NWT；

S46，若遍歷結(jié)束，則根據(jù)S44累計的加權(quán)誤差率變量和S45累計的總權(quán)重值計算最終加權(quán)準確率；否則返回執(zhí)行S42，繼續(xù)遍歷。

本發(fā)明的有益效果：在峰平谷的不同時段，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)峰能力限值，評價風電功率預測結(jié)果的準確性，既能夠在更多角度反映其算法準確性，進而幫助算法設計師提高預測算法水平，又能夠幫助調(diào)度員掌握當前預測裝置的情況，在制定調(diào)度計劃時能夠結(jié)合峰平谷時段和電網(wǎng)調(diào)峰能力進行合理的調(diào)整，具有很強的實用價值。

本發(fā)明還涉及一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價裝置，該裝置包括：數(shù)據(jù)讀取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、越限準確率計算模塊和加權(quán)準確率計算模塊；

所述數(shù)據(jù)讀取模塊，用于獲取預測風電評價所需參數(shù)以及讀取風電有功功率實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于將風電有功功率的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)歸一化；

所述越限準確率計算模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊歸一化后的數(shù)據(jù)計算越限準確率和預測電量誤差；

所述加權(quán)準確率計算模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊歸一化后的數(shù)據(jù)采用誤差加權(quán)平均算法，計算加權(quán)平均準確率。

進一步地，所述越限準確率計算模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊歸一化后的數(shù)據(jù)中超出調(diào)峰能力上限或下限的時段，計算預測準確率和預測電量誤差。

進一步地，所述加權(quán)準確率計算模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊歸一化后的數(shù)據(jù)采用誤差加權(quán)平均算法，對超出調(diào)峰能力上限或下限的時段按峰、平、谷不同時段進行計算加權(quán)平均準確率。

本發(fā)明的有益效果：在峰平谷的不同時段，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)峰能力限值，評價風電功率預測結(jié)果的準確性，既能夠在更多角度反映其算法準確性，進而幫助算法設計師提高預測算法水平，又能夠幫助調(diào)度員掌握當前預測裝置的情況，在制定調(diào)度計劃時能夠結(jié)合峰平谷時段和電網(wǎng)調(diào)峰能力進行合理的調(diào)整，具有很強的實用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價方法流程圖。

圖2為本發(fā)明的一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價裝置示意圖；

圖3為本發(fā)明的歸一化數(shù)據(jù)處理流程圖；

圖4為本發(fā)明的計算越限準確率和預測電量誤差流程圖；

圖5為本發(fā)明的計算加權(quán)平均準確率流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價方法，該檢測方法包括如下步驟：

S1,讀取風電有功功率的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)其中包括：讀取預測風電計算時所需的參數(shù)，所述參數(shù)包括：風電場的裝機容量、計算加權(quán)準確率時的多個權(quán)重值以及還包括；

S11，讀取實際的風電功率數(shù)據(jù)序列；

S12，讀取預測的風電功率數(shù)據(jù)序列；

S13，讀取調(diào)峰能力上限功率數(shù)據(jù)序列；

S14，讀取調(diào)峰能力下限功率數(shù)據(jù)序列。

S2,對S1中的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)進行歸一化處理，其中具體為S21，將S11中的實際風電功率數(shù)據(jù)序列歸一化；

S22，將S12中的預測風電功率數(shù)據(jù)序列歸一化；

S23，將S13中的調(diào)峰能力上限功率數(shù)據(jù)序列歸一化；

S24，將S14中的調(diào)峰能力下限功率數(shù)據(jù)序列歸一化。

S3，根據(jù)S2中歸一化后的數(shù)據(jù)計算越限準確率和預測電量誤差，其中的步驟具體為：

S31，初始化越限功率誤差變量,并且令越限數(shù)據(jù)點的總數(shù)N＝0，預測電量誤差Dev＝0；

S32，遍歷S2中歸一化后的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)功率序列，對每個功率點，找到與該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，進行S33；

S33，對于S32中的每個功率點，若該功率點大于或等于調(diào)峰能力下限功率點，同時該功率點小于或等于調(diào)峰能力上限功率點，則返回S32；否則進行S34；

S34，根據(jù)S32中的每個功率點以及該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，累計計算越限功率誤差變量，并將計數(shù)總數(shù)N加1；

S35，根據(jù)S32中的每個功率點以及該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，累計計算預測電量誤差Dev；

S36，若遍歷結(jié)束，則執(zhí)行S37；否則返回執(zhí)行S32繼續(xù)遍歷；

S37，根據(jù)S34中累計計算越限功率誤差變量來計算越限準確率。

S4，根據(jù)S2中歸一化后的數(shù)據(jù)計算加權(quán)平均準確率，其中的具體步驟包括：

S41，初始化加權(quán)誤差率變量,并且令總權(quán)重值NWT＝0；

S42，遍歷S2中歸一化后的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)功率序列，對每個功率點，找到與該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點；

S43，根據(jù)S42中的每個功率點以及與該功率點對應的調(diào)峰能力上限功率點和調(diào)峰能力下限功率點，在S1所述參數(shù)中找到與該功率點對應的權(quán)重；

S44，根據(jù)S43中的權(quán)重累計計算加權(quán)誤差率變量；

S45，根據(jù)S43中的權(quán)重累計計算總權(quán)重值NWT；

S46，若遍歷結(jié)束，則根據(jù)S44累計的加權(quán)誤差率變量和S45累計的總權(quán)重值計算最終加權(quán)準確率；否則返回執(zhí)行S42，繼續(xù)遍歷。

如圖2所示，一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價裝置，該裝置包括：數(shù)據(jù)讀取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、越限準確率計算模塊和加權(quán)準確率計算模塊；

所述數(shù)據(jù)讀取模塊，用于獲取預測風電評價所需參數(shù)以及讀取風電有功功率實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于將風電有功功率的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)歸一化；

所述越限準確率計算模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊歸一化后的數(shù)據(jù)中超出調(diào)峰能力上限或下限的時段，計算預測準確率和預測電量誤差。

所述加權(quán)準確率計算模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊歸一化后的數(shù)據(jù)采用誤差加權(quán)平均算法，對超出調(diào)峰能力上限或下限的時段按峰、平、谷不同時段進行計算加權(quán)平均準確率。

具體實施例

一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價，該檢測方法包括如下步驟：

S1,讀取預測風電計算時所需的參數(shù)，計算參數(shù)包括風電場的裝機容量，計算加權(quán)準確率時的若干權(quán)重值。權(quán)重值的設置分三個維度，第一個維度以電網(wǎng)運行峰、平、谷段為時間劃分，第二個維度以實際值越上限、不越限、越下限劃分，第三個維度以預測值越上限、不越限、越下限劃分，共2*2*2＝17種情況，每種情況對應不同的權(quán)重值，可由經(jīng)驗豐富的調(diào)度人員提前設置；

S2,讀取風電有功功率的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)，其中具體步驟如下：

S21，讀取實際的風電功率數(shù)值序列{(T₀,P₀),(T₁,P₁),...,(T_n,P_n)},式中T_i(0≤i≤n)是第i個點的時間，單位為秒，P_i(0≤i≤n)是第i個點的實際功率；

S22，讀取預測的風電功率數(shù)值序列{(T₀,Q₀),(T₁,Q₁),...,(T_n,Q_n)},式中T_i(0≤i≤n)是第i個點的時間，單位為秒，Q_i(0≤i≤n)是第i個點的預測功率；

S23，讀取調(diào)峰能力上限功率數(shù)值序列{(T₀,A₀),(T₁,A₁),...,(T_n,A_n)},式中T_i(0≤i≤n)是第i個點的時間，單位為秒，A_i(0≤i≤n)是第i個點的調(diào)峰能力上限功率；

S24，讀取調(diào)峰能力下限功率數(shù)值序列{(T₀,B₀),(T₁,B₁),...,(T_n,B_n)},式中T_i(0≤i≤n)是第i個點的時間，單位為秒，B_i(0≤i≤n)是第i個點的調(diào)峰能力下限功率。

如圖3所示，S3,對S2中的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)進行歸一化處理，其具體的步驟如下：

S31，將實際功率序列歸一化，計算公式為：

P_i'＝P_i/P_Cap

式中，P_i'為歸一化后的實際功率、P_i為第i點的實際功率、P_Cap為風電場裝機容量；

S32，將預測功率序列歸一化，計算公式為：

Q_i'＝Q_i/P_Cap

式中，Q_i'為歸一化后的預測功率、Q_i為第i點的預測功率、P_Cap為風電場裝機容量；

S33，將調(diào)峰能力上限功率序列歸一化，計算公式為：

A_i'＝A_i/P_Cap

式中，A_i'為歸一化后的調(diào)峰能力上限功率、A_i為第i點的調(diào)峰能力上限功率、P_Cap為風電場裝機容量；

S34，將調(diào)峰能力下限功率序列歸一化，計算公式為：

B_i'＝B_i/P_Cap

式中，B_i'為歸一化后的調(diào)峰能力下限功率、B_i為第i點的調(diào)峰能力下限功率、P_Cap為風電場裝機容量。

如圖4所示，S4，根據(jù)S3中歸一化后的數(shù)據(jù)計算越限準確率和預測電量誤差，其中具體的步驟如下：

S41，初始化準確率變量accuracy＝0,計算總數(shù)N＝0，預測誤差Dev＝0；

S42，遍歷S3中歸一化后的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)功率序列，對每個功率點(T_i,Q_i')，找到其對應的調(diào)峰能力上限功率點(T_i,A_i')和調(diào)峰能力下限功率點(T_i,B_i')，進行S42；

S43，如果B_i'≤Q_i'≤A_i'，則返回S41；否則進行S44；

S44，累計計算準確率變量，并將計數(shù)總數(shù)N加1。準確率變量計算公式為：

accuracy＝accuracy+(P_i'-Q_i')*(P_i'-Q_i')

S45，累計計算預測誤差，計算公式為：

Dev＝Dev+P_i'-Q_i'

S46，若遍歷未結(jié)束，則返回S42繼續(xù)遍歷；否則轉(zhuǎn)到S46；

S47，計算越限準確率，計算公式如下：

如圖5所示，S5，根據(jù)S3中歸一化后的數(shù)據(jù)計算加權(quán)平均準確率，其具體的步驟如下：S51，初始化加權(quán)準確率變量wt_accuracy＝0,總權(quán)重值NWT＝0；

S52，遍歷S3中歸一化后的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)功率序列，對每個功率點(T_i,Q_i')，找到其對應的調(diào)峰能力上限功率點(T_i,A_i')和調(diào)峰能力下限功率點(T_i,B_i')，轉(zhuǎn)到S53；

S53，根據(jù)(T_i,Q_i')、(T_i,A_i')和(T_i,B_i')，在S1所述參數(shù)中找到其對應的權(quán)重W_i；

S54，累計計算加權(quán)準確率變量，計算公式為：

wt_accuracy＝wt_accuracy+W_i*(P_i'-Q_i')*(P_i'-Q_i')

S55，累計計算總權(quán)重值，計算公式為：

NWT＝NWT+W_i

S56，若遍歷未結(jié)束，則跳到S52，繼續(xù)遍歷；否則計算最終加權(quán)準確率，計算公式為：

如圖2所示，一種電網(wǎng)調(diào)峰能力限值的風電功率預測指標評價裝置，該裝置包括：數(shù)據(jù)讀取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、越限準確率計算模塊和加權(quán)準確率計算模塊；

所述數(shù)據(jù)讀取模塊，用于獲取預測風電評價所需參數(shù)以及讀取風電有功功率實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于將風電有功功率的實際數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)和調(diào)峰能力上下限數(shù)據(jù)歸一化；

所述越限準確率計算模塊，其用于根據(jù)風電功率預測結(jié)果中超出調(diào)峰能力上限或下限的時段計算預測準確率和預測電量誤差；

所述加權(quán)準確率計算模塊，其用于根據(jù)風電功率預測結(jié)果采用誤差加權(quán)平均算法，對超出調(diào)峰能力上限或下限的時段按峰、平、谷不同時段給予不同的懲罰權(quán)重，計算加權(quán)平均準確率。

在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。