權(quán)利要求書： 1.一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，其特征在于，包括：獲取風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采樣裝置記錄的歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；

在當(dāng)前系統(tǒng)調(diào)度周期內(nèi)，對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；

將設(shè)置好的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)、以及預(yù)處理后的歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)電最大可響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化能力，計(jì)算風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列；

對(duì)歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列進(jìn)行分類，通過(guò)條件核密度估計(jì)對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并生成不同時(shí)刻點(diǎn)的概率密度函數(shù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)置信區(qū)間，再以此實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，其特征在于，對(duì)歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的方式包括：根據(jù)各時(shí)刻點(diǎn)數(shù)據(jù)樣本轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速判斷是否小于最大功率跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)速下限；如果當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)數(shù)據(jù)樣本轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于最大功率跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)速下限或存在數(shù)據(jù)缺失，則棄置當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)的數(shù)據(jù)樣本，否則進(jìn)行保留。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，其特征在于，對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)進(jìn)行設(shè)置包括：對(duì)于慣量響應(yīng)，通過(guò)引入額外的有功控制環(huán)節(jié)響應(yīng)頻率變化，風(fēng)機(jī)有功輸出變化量表示為：

其中，ΔP為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化的調(diào)頻輔助功率，kd和kp為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)，二者分別為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器微分和比例系數(shù)，f為系統(tǒng)頻率，Δf為系統(tǒng)頻率變化量，t表示時(shí)間；

在當(dāng)前系統(tǒng)調(diào)度周期內(nèi)，獲取系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組調(diào)頻相關(guān)參數(shù)和負(fù)荷需求響應(yīng)潛力；

對(duì)于風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器微分系數(shù)kd，其影響風(fēng)電頻率響應(yīng)動(dòng)態(tài)特性，表示為：式中，Hj為第j臺(tái)同步發(fā)電機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)，M為同步發(fā)電機(jī)組的總數(shù)量；

對(duì)于風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器比例系數(shù)kp，其影響風(fēng)電調(diào)頻釋放的能量，表示為：式中，ΔPL為系統(tǒng)不平衡功率，Δfs為系統(tǒng)所允許穩(wěn)態(tài)頻率最大偏差，KG為常規(guī)同步發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率，ΔPT為負(fù)荷需求響應(yīng)功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，其特征在于，所述結(jié)合風(fēng)電最大可響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化能力，以及預(yù)處理后的歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列包括：引入額外可變參數(shù)α后風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器有功控制環(huán)節(jié)表示為：其中，Kmax為保持風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行控制參數(shù)最大值，kd和kp為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)，二者分別為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器微分和比例系數(shù)；

根據(jù)風(fēng)電最大可響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化能力，額外可變參數(shù)表示為：式中，ω為風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速，ωmin為最大功率跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)速下限，ωmax為風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，γ為kd和kp中最小值；

根據(jù)預(yù)設(shè)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器修正間隔，獲取預(yù)處理后的對(duì)應(yīng)時(shí)刻點(diǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)刻的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，其特征在于，對(duì)歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列進(jìn)行分類，通過(guò)條件核密度估計(jì)對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并生成不同時(shí)刻點(diǎn)的概率密度函數(shù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)置信區(qū)間包括：

根據(jù)預(yù)測(cè)輸入維度d對(duì)額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列進(jìn)行分類，獲得輸入集與輸出集，其中，輸入集表示為：輸出集表示為：

其中，x(l)表示風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)l上的理想值，l＝1,...,n，n表示歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的總?cè)萘?，即總的歷史時(shí)刻數(shù)；

將輸入集和輸出集拼接構(gòu)成矩陣Z＝[X,Y]＝[x1,x2,..,xd+1]，構(gòu)建聯(lián)合分布的多變量核密度估計(jì)模型；多變量核密度估計(jì)模型表示為：式中，N為樣本總數(shù)量，N＝n?d，z為多變量核密度估計(jì)模型的自變量，zi為矩陣Z第i行樣本的數(shù)值，Kd+1(·)為多變量核函數(shù)，Hz為核密度估計(jì)模型帶寬，表示為：帶寬矩陣中各元素定義為：

其中，σq表示矩陣Z的第q列的標(biāo)準(zhǔn)差；

Kd+1(·)表示為：

其中，θ表示自變量 其長(zhǎng)度為d+1；通過(guò)條件核密度估計(jì)計(jì)算額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)概率分布；對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)n，從系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)的歷史樣本數(shù)據(jù)集中提取xp＝[x(n?d+1),x(n?d+2),…x(n)]，下一時(shí)刻點(diǎn)的系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)概率分布，以條件概率分布表示為：

式中，K1(·)為一維多變量核密度估計(jì)模型，yt指代輸出集第t行所有元素，Hy為輸出集Y的帶寬，gt(xp)定義為：式中，Kd(·)為d維多變量核密度估計(jì)模型，xt為輸入集X的第t行所有元素，Hx為輸入集X的帶寬；

通過(guò)條件核密度估計(jì)計(jì)算額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)值：對(duì)于數(shù)據(jù)集xp系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)值x(n+1)通過(guò)離散分布的數(shù)學(xué)期望表示為：對(duì)于系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)概率分布，計(jì)算不同置信度下的置信區(qū)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，其特征在于，所述對(duì)于系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)概率分布，計(jì)算不同置信度下的置信區(qū)間包括：

對(duì)于條件概率分布fp(y)，其累計(jì)概率密度表示為：τ τ

置信水平τ下的置信區(qū)間[l ,u]通過(guò)求解優(yōu)化問(wèn)題計(jì)算：s.t.0≤y≤1

τ

對(duì)上述優(yōu)化問(wèn)題求解得到置信水平τ下最短區(qū)間的區(qū)間上界u 對(duì)應(yīng)的累積概率密度r，τ τ

置信區(qū)間[l ,u]表示為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，其特征在于，

正常情況下，利用風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)的預(yù)測(cè)值實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制；

當(dāng)系統(tǒng)調(diào)頻能力超過(guò)設(shè)定上限時(shí)，利用置信區(qū)間下邊界值實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制；

當(dāng)系統(tǒng)調(diào)頻能力低于設(shè)定的下限時(shí)，利用置信區(qū)間上邊界值實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制。

說(shuō)明書： 通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定控制領(lǐng)域，尤其涉及一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法。

背景技術(shù)[0002] 隨著風(fēng)電在電力系統(tǒng)中滲透率的提高，電力系統(tǒng)單獨(dú)依靠傳統(tǒng)電源進(jìn)行調(diào)頻的能力被不斷削弱，要求風(fēng)電應(yīng)具備配合傳統(tǒng)火電機(jī)組參與系統(tǒng)頻率響應(yīng)的潛力。風(fēng)電機(jī)組具

有單機(jī)容量小、有功調(diào)節(jié)速度快等特點(diǎn)，通過(guò)附加的有功控制環(huán)節(jié)可以模擬常規(guī)火電機(jī)組

的慣量響應(yīng)和一次調(diào)頻過(guò)程，使風(fēng)機(jī)主動(dòng)快速響應(yīng)頻率變化，阻礙頻率快速下降。

[0003] 傳統(tǒng)的控制策略一般采用預(yù)設(shè)的固定調(diào)頻參數(shù)，存在參數(shù)整定困難等問(wèn)題。過(guò)于保守的調(diào)頻參數(shù)取值會(huì)導(dǎo)致高風(fēng)速區(qū)段時(shí)風(fēng)電調(diào)頻潛力無(wú)法充分挖掘，而激進(jìn)的風(fēng)電調(diào)頻

參數(shù)整定策略會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電對(duì)系統(tǒng)頻率的過(guò)度響應(yīng)，增加系統(tǒng)調(diào)頻負(fù)擔(dān)。大量的研究表明風(fēng)

電場(chǎng)內(nèi)存在分鐘級(jí)乃至秒級(jí)的風(fēng)速湍流，造成風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)充滿不確定性，因而風(fēng)電頻

率響應(yīng)能力將發(fā)生頻繁的變化。面對(duì)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行，固定參數(shù)取值策略已經(jīng)無(wú)法使

風(fēng)電承擔(dān)更多的調(diào)頻任務(wù)。針對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行研究中，通常忽略風(fēng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。如何

考慮風(fēng)電運(yùn)行狀態(tài)不確定性的頻率控制是亟需解決的難題。

[0004] 現(xiàn)有的研究未考慮系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)采樣、指令傳輸和操作執(zhí)行的時(shí)延，且針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)頻率響應(yīng)能力的時(shí)變特性，有必要提前對(duì)風(fēng)機(jī)頻率控制相關(guān)控制參數(shù)進(jìn)行預(yù)

測(cè)，以便準(zhǔn)確挖掘風(fēng)電的調(diào)頻價(jià)值。同時(shí)考慮風(fēng)電運(yùn)行的不確定性，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的精細(xì)

化調(diào)度，風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)的分布特性有待進(jìn)一步的研究。因而，現(xiàn)有研究方法無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)機(jī)

調(diào)頻參數(shù)預(yù)測(cè)及其分布特性進(jìn)行刻畫，因此，風(fēng)機(jī)控制方案還有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，有利于充分挖掘風(fēng)電調(diào)頻潛力和提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：[0007] 一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，包括：[0008] 獲取風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采樣裝置記錄的歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；[0009] 在當(dāng)前系統(tǒng)調(diào)度周期內(nèi)，對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；[0010] 將設(shè)置好的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)、以及預(yù)處理后的歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)電最大可響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化能力，計(jì)算風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)上的

理想值的時(shí)間序列；

[0011] 對(duì)歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列進(jìn)行分類，通過(guò)條件核密度估計(jì)對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并生成不同時(shí)刻點(diǎn)的概率密度函數(shù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)置信區(qū)間，再

以此實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制。

[0012] 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，建模時(shí)充分考慮了風(fēng)電調(diào)頻控制中設(shè)備間信息交互時(shí)延，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，通過(guò)對(duì)風(fēng)電調(diào)頻控制參數(shù)概率分布精

細(xì)化建模，反映和評(píng)估風(fēng)電響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化能力，有利于提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明[0013] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本

領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他

附圖。

[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法的流程圖；

[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的建模得到的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)參數(shù)歷史值分布圖；

[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的建模得到的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)參數(shù)預(yù)測(cè)概率密度示意圖

[0017] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的建模得到的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)參數(shù)預(yù)測(cè)置信區(qū)間示意圖。

具體實(shí)施方式[0018] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒?br>
發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施

例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種通過(guò)建模風(fēng)電調(diào)頻參數(shù)概率分布實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的方法，如圖1所示，其主要包括：

[0020] 步驟1、獲取風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采樣裝置記錄的歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理。[0021] 本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的方式包括：根據(jù)各時(shí)刻點(diǎn)數(shù)據(jù)樣本轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速判斷是否小于最大功率跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)速下限；如果當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)數(shù)據(jù)樣本轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)速小于最大功率跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)速下限或存在數(shù)據(jù)缺失，則棄置當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)的數(shù)據(jù)樣本，否

則進(jìn)行保留。

[0022] 步驟2、在當(dāng)前系統(tǒng)調(diào)度周期內(nèi)，對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。[0023] 本步驟的優(yōu)選實(shí)施方式如下：[0024] 對(duì)于慣量響應(yīng)，通過(guò)引入額外的有功控制環(huán)節(jié)響應(yīng)頻率變化，風(fēng)機(jī)有功輸出變化量表示為：

[0025][0026] 其中，ΔP為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化的調(diào)頻輔助功率，kd和kp為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)，二者分別為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器微分和比例系數(shù)，f為系統(tǒng)頻率，Δf為系統(tǒng)

頻率變化量，d/dt表示關(guān)于時(shí)間t的求導(dǎo)運(yùn)算；

[0027] 在當(dāng)前系統(tǒng)調(diào)度周期內(nèi)，獲取系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組調(diào)頻相關(guān)參數(shù)和負(fù)荷需求響應(yīng)潛力；對(duì)于風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器微分系數(shù)kd，其影響風(fēng)電頻率響應(yīng)動(dòng)態(tài)特性，表示為：

[0028][0029] 式中，Hj為第j臺(tái)同步發(fā)電機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)，M為同步發(fā)電機(jī)組的總數(shù)量；[0030] 對(duì)于風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器比例系數(shù)kp，其影響風(fēng)電調(diào)頻釋放的能量，表示為：[0031][0032] 式中，ΔPL為系統(tǒng)不平衡功率，Δfs為系統(tǒng)所允許穩(wěn)態(tài)頻率最大偏差，KG為常規(guī)同步發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率，ΔPT為負(fù)荷需求響應(yīng)功率。

[0033] 示例性，選取某地1.5MW風(fēng)機(jī)SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))采集數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)樣本，采樣間隔1min。對(duì)于風(fēng)機(jī)，固有慣性時(shí)間常數(shù)為5.04s，風(fēng)機(jī)參與調(diào)頻運(yùn)行風(fēng)速為

7m/s，風(fēng)機(jī)額定風(fēng)速為12m/s，風(fēng)機(jī)最大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1.2p.u.，風(fēng)機(jī)最小轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0.7p.u.。

對(duì)于SCADA系統(tǒng)而言，常規(guī)同步發(fā)電機(jī)組等效慣性時(shí)間常數(shù)為10，單位調(diào)節(jié)功率為20。

[0034] 步驟3、將設(shè)置好的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器固定參數(shù)以及預(yù)處理后的歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)電最大可響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化能力，計(jì)算風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)

上的理想值的時(shí)間序列。

[0035] 本步驟的優(yōu)選實(shí)施方式如下：[0036] 引入額外可變參數(shù)α后風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器有功控制環(huán)節(jié)表示為：[0037][0038] 其中，Kmax為保持風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行控制參數(shù)最大值，kd和kp分別為風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器微分和比例系數(shù)；

[0039] 根據(jù)風(fēng)電最大可響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化能力，額外可變參數(shù)表示為：[0040][0041] 式中，ω為風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速，ωmin為最大功率跟蹤狀態(tài)轉(zhuǎn)速下限，ωmax為風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，γ為kd和kp中最小值；

[0042] 根據(jù)預(yù)設(shè)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器修正間隔，獲取預(yù)處理后的對(duì)應(yīng)時(shí)刻點(diǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)刻的風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列[x

(1),...,x(n)]。

[0043] 步驟4、對(duì)歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列進(jìn)行分類，通過(guò)條件核密度估計(jì)對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并生成不同時(shí)刻點(diǎn)的概率密度函數(shù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)置信

區(qū)間，并以此實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制。

[0044] 本步驟的優(yōu)選實(shí)施方式如下：[0045] 1)根據(jù)預(yù)測(cè)輸入維度d對(duì)額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)上的理想值的時(shí)間序列[x(1),...,x(n)]進(jìn)行分類，獲得輸入集與輸出集，其中，輸入集表示為：

[0046][0047] 輸出集表示為：[0048][0049] 其中，x(l)表示風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變參數(shù)在歷史時(shí)刻點(diǎn)l上的理想值，l＝1,...,n，n表示歷史轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的總?cè)萘?，即總的歷史時(shí)刻數(shù)。

[0050] 2)將輸入集和輸出集拼接構(gòu)成矩陣Z＝[X,Y]＝[x1,x2,..,xd+1]，構(gòu)建聯(lián)合分布的多變量核密度估計(jì)模型；多變量核密度估計(jì)模型表示為：

[0051][0052] 式中，N為樣本總數(shù)量，N＝n?d，z為多變量核密度估計(jì)模型的自變量，zi為矩陣Z第i行樣本的數(shù)值，Kd+1(·)為多變量核函數(shù)，Hz為核密度估計(jì)模型帶寬，表示為：

[0053][0054] 帶寬矩陣中各元素定義為：[0055][0056] 其中，σq表示矩陣Z的第q列的標(biāo)準(zhǔn)差；[0057] Kd+1(·)表示為：[0058][0059] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，Kd+1(·)是針對(duì)一維向量的運(yùn)算，θ表示自變量其長(zhǎng)度為d+1。

[0060] 3)通過(guò)條件核密度(也即多變量核密度估計(jì)的條件概率表示)估計(jì)計(jì)算額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)概率分布；對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)n，從系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)歷史樣本數(shù)據(jù)集中提取

數(shù)據(jù)集xp＝[x(n?d+1),x(n?d+2),…x(n)]，可計(jì)算下一時(shí)刻點(diǎn)(即n+1時(shí)刻點(diǎn))的系統(tǒng)調(diào)頻

的額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)概率分布，以條件概率分布形式可表示為：

[0061][0062] 式中，fp(y)是關(guān)于y的函數(shù)，所表達(dá)的含義是，根據(jù)xp、輸入集X與輸出集Y可以計(jì)算得到函數(shù)fp(·)中的相關(guān)參數(shù)，y是針對(duì)函數(shù)fp(·)的自變量，即額外可變參數(shù)值，fp(y)表

示當(dāng)額外可變參數(shù)的值取值為y時(shí)，對(duì)應(yīng)的概率密度。 即為前文計(jì)算的 將矩

陣Z用輸入集X替換后，采用前文介紹多變量核密度估計(jì)模型計(jì)算得到的結(jié)果即為 K1

(·)為一維多變量核密度估計(jì)模型，yt指代輸出集第t行所有元素，Hy為輸出集Y的帶寬，gt

(xp)定義為：

[0063][0064] 式中，Kd(·)為d維多變量核密度估計(jì)模型，xt為輸入集X的第t行所有元素，Hx為輸入集X的帶寬。

[0065] 本發(fā)明實(shí)施例中，K1(·)、Kd(·)計(jì)算公式與前文Kd+1(·)類似，區(qū)別在于，維度由d+1改為1、d。

[0066] 如圖2所示，為發(fā)明建模方法后風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)參數(shù)歷史值分布圖；圖3是本發(fā)明建模方法后風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)參數(shù)預(yù)測(cè)概率密度示意圖，具體為

前30個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)上生成的概率密度曲線。

[0067] 4)通過(guò)條件核密度估計(jì)計(jì)算額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)值：對(duì)于數(shù)據(jù)集xp系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)值x(n+1)通過(guò)離散分布的數(shù)學(xué)期望表示為：

[0068][0069] 此處，gi(xp)、yi與前文gt(xp)、yt的含義相同，區(qū)別僅在于調(diào)整了角標(biāo)的形式。[0070] 額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)值，反映了風(fēng)機(jī)參與系統(tǒng)調(diào)頻的能力大小。工程中，風(fēng)電場(chǎng)調(diào)度員下發(fā)指令至各臺(tái)風(fēng)機(jī)之間存在通訊延遲，無(wú)法做到實(shí)時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器參數(shù)的修正，

而采用額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)值可以很好地彌補(bǔ)這一特性。此外額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果有利于

風(fēng)機(jī)乃至風(fēng)電場(chǎng)制定更好的控制方案。例如，在預(yù)測(cè)到未來(lái)風(fēng)機(jī)額外可變參數(shù)較小的情況

下，風(fēng)機(jī)可以提前主動(dòng)采取降載運(yùn)行等控制策略，提升風(fēng)機(jī)參與調(diào)頻能力。

[0071] 本發(fā)明實(shí)施例中，步驟3)、步驟4)計(jì)算的條件概率分布、預(yù)測(cè)值反映了風(fēng)機(jī)參與系統(tǒng)調(diào)頻的能力大小及其可能存在的風(fēng)險(xiǎn)信息，即波動(dòng)范圍。

[0072] 5)對(duì)于系統(tǒng)調(diào)頻的額外可變參數(shù)預(yù)測(cè)概率分布，計(jì)算不同置信度下的置信區(qū)間，主要包括：

[0073] 對(duì)于條件概率分布fp(y)，其累計(jì)概率密度表示為：[0074][0075] 置信水平τ下的置信區(qū)間[lτ,uτ]通過(guò)求解優(yōu)化問(wèn)題計(jì)算：[0076] 對(duì)上述優(yōu)化問(wèn)題求解得到置信水平τ下最短區(qū)間的區(qū)τ τ τ

間上界u對(duì)應(yīng)的累積概率密度r，置信區(qū)間[l ,u]表示為：

[0077][0078] 圖4是本發(fā)明建模方法后風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)參數(shù)預(yù)測(cè)置信區(qū)間示意圖。圖4反映了不同置信水平下，風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)的邊界值，在不同置信水平

下預(yù)測(cè)置信區(qū)間均可將額外可變系數(shù)的實(shí)際值包絡(luò)其中，具有較強(qiáng)的可靠性，與單一額外

可變系數(shù)預(yù)測(cè)值結(jié)果相比，置信區(qū)間的形式反映了預(yù)測(cè)結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)信息，更有利于指導(dǎo)風(fēng)

機(jī)控制策略的調(diào)整。

[0079] 具體來(lái)說(shuō)：根據(jù)系統(tǒng)所能承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)水平選取合適的置信水平，正常運(yùn)行狀態(tài)下，選取風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)預(yù)測(cè)值x(n+1)作為控制指令；當(dāng)系統(tǒng)調(diào)頻能力超過(guò)設(shè)定的

上限時(shí)(也即調(diào)頻能力充足時(shí))，選取所選置信水平風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)下邊界值

τ

(也即u)作為控制指令，保證風(fēng)機(jī)調(diào)頻穩(wěn)定，避免過(guò)度響應(yīng)；當(dāng)系統(tǒng)調(diào)頻能力低于設(shè)定的下

限時(shí)(也即調(diào)頻能力不足時(shí))，如大量傳統(tǒng)機(jī)組出力接近上限和風(fēng)電場(chǎng)其余風(fēng)機(jī)無(wú)法參與調(diào)

τ

頻等場(chǎng)景，選取所選置信水平風(fēng)機(jī)調(diào)頻控制器額外可變系數(shù)上邊界值(也即l)作為控制指

令，充分發(fā)揮風(fēng)電調(diào)頻潛力。

[0080] 通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到上述實(shí)施例可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，

上述實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易

失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CD?ROM，U盤，移動(dòng)硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)

備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。

[0081] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，

都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范

圍為準(zhǔn)。