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基于经验Copula函数的多风电场功率动态场景生成及在机组组合中的应用

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简介:
本文提出了一种利用经验Copula函数来生成多个风电场功率动态场景的方法,并探讨了该方法在电力系统机组组合问题中的应用。通过这种方法,可以更准确地模拟和预测风力发电的不确定性对电网调度的影响,从而优化资源配置和提高系统的稳定性与经济性。 随着大规模风电并入电网,由于风力发电功率的随机性和波动性以及多个风电场出力的相关性,电力系统的运行和调度面临新的挑战。本段落引入经验Copula函数来描述多风电场所产生的联合分布,并对风电的波动进行建模,利用ksdensity函数拟合风力发电机输出功率的变化量,通过逆变换抽样的方法生成符合风能随机性和波动性的场景集合;进一步生成基于经验Copula函数的多个风电场出力动态场景并应用于含有多风电场电力系统的随机机组组合问题求解。实验结果验证了所提出的风电波动性建模方法的有效性以及动态场景生成方法的可行性,同时提高了含有多个风电场所组成的电力系统运行经济效益。

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  • Copula
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    本文提出了一种利用经验Copula函数来生成多个风电场功率动态场景的方法,并探讨了该方法在电力系统机组组合问题中的应用。通过这种方法,可以更准确地模拟和预测风力发电的不确定性对电网调度的影响,从而优化资源配置和提高系统的稳定性与经济性。 随着大规模风电并入电网,由于风力发电功率的随机性和波动性以及多个风电场出力的相关性,电力系统的运行和调度面临新的挑战。本段落引入经验Copula函数来描述多风电场所产生的联合分布,并对风电的波动进行建模,利用ksdensity函数拟合风力发电机输出功率的变化量,通过逆变换抽样的方法生成符合风能随机性和波动性的场景集合;进一步生成基于经验Copula函数的多个风电场出力动态场景并应用于含有多风电场电力系统的随机机组组合问题求解。实验结果验证了所提出的风电波动性建模方法的有效性以及动态场景生成方法的可行性,同时提高了含有多个风电场所组成的电力系统运行经济效益。
  • 时空关联评估方法
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    本研究提出了一种基于时空关联性的多风电场功率场景生成与评估的新方法,旨在优化风力发电系统的运行和管理。 含有多个风电场的场景生成技术能够为电力系统的长期规划与运行提供所需的基础数据支持。为了在场景生成过程中考虑多风力发电场所产生的电功率之间的时空相关性,本段落提出了一种两阶段的方法:首先,在第一阶段中运用Copula函数来建模各个风电场之间出力的空间关联性,并由此获得初始的风电出力量化场景;接着,在第二阶段里通过随机微分方程模型对各风电机组发电量的时间序列波动特性进行模拟,进而重构原始得到的场景数据集。这样处理后所生成的新系列能够更好地保留原有时间序列中的自相关特征。 为了检验这些新生成的数据的有效性,我们构建了一套评价指标体系,并且引入了多重分形去趋势波动分析方法来提供描述风电功率的时间序列特性和动态变化特性所需的多维度量化标准。以某一特定区域内的风力发电场为例进行实验验证,在季度尺度上成功地模拟出了该区域内各风电场所产生的电能输出场景,结果显示所提出的方法能够准确再现原始时间序列中的时空关联性特征。
  • MATLABCopula相关性理论光发
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    本研究运用MATLAB平台深入探讨了Copula相关性理论在风力和光伏发电领域的应用,并创新性地开发了一套用于模拟风光发电场景的算法。通过精确建模不同环境条件下的能量产出,该方法为优化可再生能源系统的性能提供了有力工具。 本段落探讨了将Copula相关性理论应用于风能和太阳能发电场景生成的方法,旨在提高电力系统规划与运行中的可靠性和优化水平。内容涵盖了Copula的基本理论及其在复杂依赖关系建模中的优势,并介绍了具体的应用实例:通过Copula方法生成多个风电场所面临的出力随机变化情景。相较于传统模型,该方法在处理极端事件和描绘非线性关联方面更具灵活性与精准度,从而增强了对于电力系统稳定性评估的支持。代码部分使用MATLAB进行编码实现了上述功能和技术细节。 本段落适合专注于电力系统优化、时间序列预测的学者、研究人员和技术人员阅读,特别是那些希望在其工作中融合新进算法并提高研究成果独特性的专业工作者。 在实际应用中,该方法可以帮助科研人员理解和实施Copula相关性模型在电力生产不确定性管理中的应用场景,从而丰富他们的论文创作思路并在学术或项目实践中引入创新元素。此外,文中提供了实际操作步骤指导和源代码下载路径,便于读者复现实验效果,并加强实验环节的知识理解与推进相关领域内的科学研究和发展进步。
  • 对抗网络可再能源方法——与光伏扩展研究
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    本研究提出了一种利用生成对抗网络(GAN)技术生成可再生能源场景的方法,专注于风电和光伏发电场景的创建及其应用拓展。通过模拟不同条件下的电力输出情况,该模型为优化能源管理系统、预测电网稳定性提供了有力工具。 基于生成对抗网络的可再生能源场景生成方法包括风功率场景生成和光伏功率场景生成,可用于随机优化、数据扩充等后续研究。以下是可供选择的方法: 1. 深度卷积生成对抗网络(DCGAN) 2. 最小二乘生成对抗网络(LSGAN) 3. Wasserstein距离生成对抗网络(WGAN) 4. 含梯度惩罚的WGAN(WGAN-GP) 5. 条件生成对抗网络(cGAN) 任选一个方法,可以使用Python和PyTorch进行编程实现。
  • Copula光空间相关性联K-means聚类缩减研究
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    本研究利用Copula函数分析风能与太阳能的空间关联,并结合K-means算法优化典型天气场景,旨在提高可再生能源预测精度。 本段落研究了基于Copula函数的风光空间相关性联合场景生成及K-means聚类削减方法。当前大多数的研究忽略了风力发电与光伏发电之间的相互影响,然而地理位置相近的风电场和光伏电站之间存在显著的空间相关性。 为此,我们使用 Copula 函数来构建风、光出力的概率分布模型,并考虑它们之间的空间相关性以生成联合场景。在这些场景的基础上,采用K-means算法对风光发电数据进行聚类分析,从而大幅减少大规模的场景数量至五个主要类别。最终通过计算每个分类出现的概率与其对应的不确定性输出结果相乘并求和来得出总的不确定性出力。 该研究重点在于基于Copula函数生成联合概率分布及利用K-means聚类算法实现风光发电场景的有效削减,并探讨了空间相关性对不确定性的贡献。
  • Copula理论和K-means算法光出力相关性与缩减 关键词:Copula 光出力相关性
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    本文运用Copula理论结合K-means算法,创新地提出了一种风光发电输出功率相关性的场景生成及缩减方法。通过该技术可以有效地模拟和预测不同条件下的风能与太阳能协同效应的复杂模式,为优化可再生能源系统集成提供有力支持。关键词:Copula、场景生成、风光出力相关性。 本代码主要进行风光场景的生成工作,在这一过程中考虑了风力发电与光伏发电之间的相关性,并利用Frank-Copula函数来描述两者间的相互关系,从而能够更准确地生成具有关联性的风光出力场景。不同于传统的蒙特卡洛或拉丁超立方等方法,该程序在场景构建阶段特别强调了对风光出力之间依赖关系的考量。 进一步地,在完成大规模风光场景的初步生成后,通过k-means算法对其进行削减处理,最终保留五个代表性较强的场景,并为每个选定的场景分配相应的发生概率。整个过程由详细注释支持,确保代码易于理解和维护;程序运行稳定可靠,并且在Matlab环境下进行了仿真验证。 总结而言,该研究工作基于Copula理论与K-means方法相结合的技术路线,在风光出力相关性分析及高效场景生成方面提供了一种创新性的解决方案。
  • Copula能和太阳能空间关联性联K-means聚类降维MATLAB研究
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    本研究利用Copula函数分析风能与太阳能的空间关联性,并采用K-means聚类方法进行数据降维,所有计算在MATLAB环境中实现。 本段落研究了基于Copula函数的风光空间相关性联合场景生成与K-means聚类削减算法。当前大多数的研究忽略了风能和太阳能出力之间的相互影响关系,然而地理位置相近的风电场和光伏电站之间存在显著的相关性。 为解决这一问题,我们采用 Copula 函数来描述风电机组和光伏机组出力的概率分布,并据此生成包含空间相关性的联合场景。随后利用K-means聚类算法对这些风光联合场景进行分类与削减,最终将大规模的场景数量减少到5个典型场景。通过这种方式可以计算每个典型场景的发生概率以及对应的不确定性出力。 研究中采用的方法包括基于Copula函数的风光联合场景生成和K-means聚类削减技术,重点关注风能太阳能的空间相关性、概率分布及如何有效进行场景削减等问题。
  • 预测某大型据.zip
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    该压缩文件包含了某一大型风电场所搜集的详尽风功率数据,适用于研究与开发风功率预测模型和算法。 标题中的“某大型风电场风功率数据.zip”表明这是一个包含用于风功率预测的数据集,可能由一个或多个大型风电场的实际运行数据组成。这些数据是进行预测模型训练的关键,通常包括风速、风向、温度、湿度等气象参数以及对应的风力发电机产生的功率输出。 描述中提到的“matlab python 风功率预测 机器学习 深度学习”暗示了两个主要的信息:首先,这个项目可能涉及到使用MATLAB和Python这两种编程语言进行数据分析和建模;其次,预测方法可能基于机器学习和深度学习技术。MATLAB以其强大的数学计算和可视化能力常用于科学计算与数据分析,而Python则因其丰富的数据科学库(如Pandas, NumPy, Scikit-learn等)以及易于阅读的语法成为数据科学领域的首选语言。 在机器学习领域,风功率预测通常涉及监督学习方法,例如回归分析。通过训练模型来学习输入变量(比如风速、风向)与输出变量(即风电场产生的电能)之间的关系。深度学习则可能采用神经网络结构如循环神经网络(RNN)或长短时记忆网络(LSTM),这些网络对时间序列数据有很好的处理能力,能够捕捉到风功率数据中的时间依赖性。 标签“人工智能、机器学习、深度学习、matlab、python”进一步强调了本项目的技术重点。AI是这些技术的总称,其中机器学习和深度学习是重要的分支领域,用于构建能自我学习并不断改进算法的能力。MATLAB与Python则是实现这些技术的重要工具。 压缩包内的“某大型风电场风功率数据”可能是CSV或MAT格式文件,包含了不同时间点多个风电场所观测的数据记录。实际操作中需要先对原始数据进行预处理,例如清洗缺失值、异常值,并可能还需要创建新的特征或者归一化现有特征以提高模型性能。 最后,在使用MATLAB或Python的机器学习库(如Scikit-learn或TensorFlow)构建预测模型后,通过交叉验证和调参优化来提升模型的表现。这些模型可以用于风电场运营决策中的电力输出稳定性分析及减少电网波动方面的问题解决。
  • 二元Frank-Copula能与太阳能输出方法Matlab代码分享RAR包
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    本资源提供了一种结合二元Frank Copula函数来生成风能和太阳能输出场景的方法,并附带了相关MATLAB代码,有助于研究可再生能源系统的集成与优化。 在当前全球能源结构转型的背景下,风能与太阳能作为可再生能源的重要组成部分越来越受到重视。由于风速、太阳辐照强度等自然因素的变化导致风光发电量波动较大,这对电力系统的稳定运行构成了挑战。为了更好地模拟和预测风光发电的输出情况,科学家们研究了多种统计学和概率论方法,并发现Copula函数在构建风光出力的相关模型方面具有独特优势。 Copula函数是一种描述多变量分布之间依赖关系的工具,它可以将多个边缘分布结合成一个联合分布,同时保留各自边际分布的独特特征。它的一个重要优点是可以灵活地捕捉非线性相关关系。在研究风速和太阳辐照度之间的复杂相互作用时,科学家们利用Copula函数来生成可能的风光出力组合场景。 本资源介绍了一种基于二元Frank-Copula函数的风光发电场景生成方法。Frank-Copula函数能够较好地捕捉变量间的尾部相关性,在分析具有明显波动性和不确定性的风光发电数据方面尤为重要。该方法通过结合实际的数据和Frank-Copula函数,可以生成有意义的风光出力组合场景,这有助于电力系统的规划与运行。 附带的Matlab代码是一个参数化编程案例,其优势在于灵活性强且易于修改参数以适应不同的研究需求或实验设计。注释详尽清晰,便于理解和使用,并适合初学者快速掌握该方法的应用。 此资源适用于计算机科学、电子信息工程和数学等专业的学生在课程设计、期末大作业及毕业设计中的应用。对于编程经验较少的用户来说,代码结构合理且具有详细的注释,可以作为学习编程与统计分析的良好教材。此外,由于其通用性和易用性,该资源也可供相关领域的研究人员和工程师参考。 除了理论方法外,本资源还提供了一套案例数据集用于实际操作验证。通过直接运行Matlab程序观察结果并根据需求调整模型以适应不同的数据集,用户能够更好地理解风光发电场景生成的过程,并提高其应用能力。这样的设计不仅使该方法在理论上具有创新性,在实践中也具备广泛的应用价值。 总之,本资源为学习和研究Frank-Copula函数应用于风光发电领域提供了一个实用的理论工具与操作平台,是相关专业学生及研究人员不可多得的学习资料。
  • 能、太阳能和负荷输出各其概;光伏发其概;负荷各其概削减;样本概设定与优化;样本精简
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    本研究探讨了风能、太阳能发电及电力负荷场景的概率分布,包括不同发电量和负载情况的场景分析,并通过样本精简实现场景削减与优化。 内容概要:本段落介绍了风力发电、光伏发电以及负荷场景的生成方法,并探讨了风电出力各场景及其概率分布、光伏出力各场景及相应的概率分析、各类负荷点的概率模型,还包括如何进行样本削减以优化计算效率的过程。文中还提到了在Matlab平台上使用拉丁超立方抽样技术来模拟不同情况下的电力系统行为,包括初始化样本集合的步骤和基于欧氏距离评估每个样本的重要性等关键环节。