光伏功率異常數(shù)據(jù)的識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)新能源發(fā)電領(lǐng)域。尤其涉及一種在光伏功率數(shù)據(jù)含有高比例 異常數(shù)據(jù)的條件下，光伏功率異常數(shù)據(jù)的識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 準(zhǔn)確可信的光伏功率時(shí)間序列數(shù)據(jù)是光伏發(fā)電性能分析、功率預(yù)測(cè)等工作的基 礎(chǔ)。然而很多光伏電站現(xiàn)場(chǎng)采集的功率數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，極大阻礙了這些數(shù)據(jù)的信息挖掘和 深化應(yīng)用。產(chǎn)生光伏功率異常數(shù)據(jù)的原因眾多，如通信故障、設(shè)備異常、人為限電等，其中人 為限電導(dǎo)致的光伏功率數(shù)據(jù)異常問(wèn)題在我國(guó)尤為嚴(yán)重。高比例的光伏功率異常數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)光 伏功率和光資源波動(dòng)性研究、光伏功率與輻照度、溫度等因素之間真實(shí)規(guī)律的提取造成不 利影響，直接利用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)會(huì)降低光伏功率預(yù)測(cè)模型的精度和有效性，也會(huì)對(duì)光伏電站的 運(yùn)行管理、電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)調(diào)度產(chǎn)生不利影響。因此需要進(jìn)行光伏功率高比例異常數(shù)據(jù)識(shí)別。
[0003] 進(jìn)行光伏功率異常數(shù)據(jù)識(shí)別的難點(diǎn)在于準(zhǔn)確把握光伏功率數(shù)據(jù)的強(qiáng)隨機(jī)性、分散 性等特性及我國(guó)光伏數(shù)據(jù)含高比例異常數(shù)據(jù)的實(shí)際情況?，F(xiàn)有方法多依賴對(duì)組件狀態(tài)的檢 測(cè)，如根據(jù)組件溫度和工作電壓關(guān)系篩選異常數(shù)據(jù)，需要對(duì)工作電壓進(jìn)行檢測(cè)，但是現(xiàn)階段 我國(guó)缺少光伏組件層級(jí)的數(shù)據(jù)，且在光伏發(fā)電性能分析和光伏功率預(yù)測(cè)中更關(guān)注場(chǎng)站層面 的異常數(shù)據(jù)。
[0004] 然而，現(xiàn)有方法不能完全適應(yīng)我國(guó)光伏實(shí)際情況;對(duì)光伏功率分布的某個(gè)概率密 度函數(shù)假定，如利用3-sigma原則進(jìn)行異常數(shù)據(jù)識(shí)別，按這類假定，各個(gè)輻照度區(qū)間內(nèi)光伏 功率的分布規(guī)律是相互獨(dú)立的，但是實(shí)際上若輻照度和光伏功率是兩個(gè)具有關(guān)聯(lián)性的隨機(jī) 變量，各個(gè)輻照度區(qū)間內(nèi)的功率分布規(guī)律也不是獨(dú)立的，若進(jìn)行獨(dú)立處理不符合實(shí)際規(guī)律， 使得在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)異常數(shù)據(jù)的識(shí)別能力有限；簡(jiǎn)單異常識(shí)別規(guī)則的制定，采用規(guī)則識(shí)別 的方法，一方面過(guò)分依賴于經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，另一方面未考慮光伏功率與主要影響因素的相關(guān)關(guān) 系，使得在實(shí)際應(yīng)用中識(shí)別效果欠佳;較少針對(duì)高比例異常數(shù)據(jù)問(wèn)題，限電、設(shè)備故障等因 素導(dǎo)致光伏功率數(shù)據(jù)含異常數(shù)據(jù)比例高，在實(shí)際應(yīng)用中，高比例異常數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)分析 結(jié)果偏離真實(shí)情況，使得異常數(shù)據(jù)誤識(shí)別率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 綜上所述，確有必要提供一種能夠適應(yīng)我國(guó)數(shù)據(jù)以光伏場(chǎng)站級(jí)數(shù)據(jù)類型為主、異 常數(shù)據(jù)比例高特點(diǎn)的異常數(shù)據(jù)識(shí)別方法。
[0006] -種光伏功率異常數(shù)據(jù)的識(shí)別方法，包括以下步驟:利用光伏電站輻照度和光伏 功率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，擬合輻照度-光伏功率Copula函數(shù)參數(shù);根據(jù)Copula函數(shù)描述輻照度和光伏 功率這兩個(gè)隨機(jī)變量的相關(guān)關(guān)系建立概率功率曲線;通過(guò)輻照度-光伏功率散點(diǎn)圖，總結(jié)異 常數(shù)據(jù)點(diǎn)特征建立異常數(shù)據(jù)判別準(zhǔn)則;基于Copula函數(shù)和異常數(shù)據(jù)判別準(zhǔn)則，識(shí)別篩選異 常數(shù)據(jù)，建立新數(shù)據(jù)集；以及若有異常數(shù)據(jù)被識(shí)別，在剔除異常數(shù)據(jù)后重復(fù)以上步驟，對(duì)新 數(shù)據(jù)集繼續(xù)進(jìn)行識(shí)別;若無(wú)，則直接利用判別準(zhǔn)則和概率功率曲線，識(shí)別原始數(shù)據(jù)集中異常 數(shù)據(jù)。
[0007] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將輻照度和光伏功率作為兩個(gè)隨機(jī)變量，利用Copula函 數(shù)描述兩隨機(jī)變量的相關(guān)關(guān)系，建立概率功率曲線，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的觀察建立異常數(shù)據(jù)判 別準(zhǔn)則，并針對(duì)異常數(shù)據(jù)比例高的特點(diǎn)，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行減少原數(shù)據(jù)集中異常數(shù)據(jù)對(duì)輻照度-功率之間真實(shí)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的干擾。該方法易于操作、具有普適性，不需要復(fù)雜的優(yōu)化計(jì)算，切 合我國(guó)光伏數(shù)據(jù)以場(chǎng)站級(jí)數(shù)據(jù)為主、異常數(shù)據(jù)比例高等實(shí)際特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為本發(fā)明提供的光伏功率異常數(shù)據(jù)的識(shí)別方法的流程圖。
[0009]圖2為本發(fā)明提供的光伏功率異常數(shù)據(jù)的識(shí)別方法的流程框圖。
[0010]圖3為甘肅某光伏電站輻照度-功率散點(diǎn)及異常數(shù)據(jù)類型示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)表述。
[0012] 請(qǐng)參閱圖1及圖2,本發(fā)明提供的光伏功率異常數(shù)據(jù)的識(shí)別方法包括以下步驟： 步驟S10，利用光伏電站輻照度和光伏功率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，擬合輻照度-光伏功率Copula函 數(shù)參數(shù)； 步驟S20,根據(jù)Copula函數(shù)描述輻照度和光伏功率這兩個(gè)隨機(jī)變量的相關(guān)關(guān)系建立概 率功率曲線； 步驟S30，通過(guò)輻照度-光伏功率散點(diǎn)圖，總結(jié)異常數(shù)據(jù)點(diǎn)特征建立異常數(shù)據(jù)判別準(zhǔn)則； 步驟S40，基于Copula函數(shù)和異常數(shù)據(jù)判別準(zhǔn)則，識(shí)別篩選異常數(shù)據(jù)，建立新數(shù)據(jù)集;以 及 步驟S50,若有異常數(shù)據(jù)被識(shí)別，在剔除異常數(shù)據(jù)后跳轉(zhuǎn)至步驟S10,對(duì)新數(shù)據(jù)集繼續(xù)進(jìn) 行識(shí)別;若無(wú)，則直接利用判別準(zhǔn)則和概率功率曲線，識(shí)別原始數(shù)據(jù)集中異常數(shù)據(jù)。
[0013] 在步驟S10中，所述輻照度-光伏功率Copula函數(shù)參數(shù)可通過(guò)以下步驟得到： 步驟S11，獲取光伏電站輻照度和功率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化操作，篩選已標(biāo)記的 錯(cuò)誤數(shù)據(jù)； 步驟S12,利用統(tǒng)計(jì)分析得到光伏功率P的累積概率分布函數(shù)巧〇)和輻照度R的累積 概率分布函數(shù)&0); 步驟S13，結(jié)合輻照度-光伏功率散點(diǎn)圖的觀察，確定選取的Copula函數(shù)類型； 步驟S 1 4，利用和盡(P)，得到唯一的C 〇 p u 1 a函數(shù)C連接R和R，
，擬合Copula函數(shù)參數(shù)。
[0014] 在步驟S11中，已標(biāo)記的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)指的是在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中已被系統(tǒng)識(shí)別并標(biāo)記 為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
[0015] 在步驟S12中，常用的Copula函數(shù)有Clayton Copula，Gaussian Copula，F(xiàn)rank Copula函數(shù)等。
[0016] 可以理解，上述所述的輻照度-光伏功率Copula函數(shù)參數(shù)的獲取方法僅僅為具體 的實(shí)施例及表達(dá)方式，還可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
[0017] 在步驟S20中，所述概率功率曲線可通過(guò)以下方法計(jì)算： 步驟S21，給定輻照度累計(jì)概率分布取值，確定光伏功率累計(jì)概率分布的條件概率分布 函數(shù) (p)丨 0-);沒(méi)）。
[0018] 步驟S22,設(shè)功率曲線的置信概率為α，即有#的數(shù)據(jù)落于概率區(qū)間內(nèi)，多的數(shù)據(jù) 落于區(qū)間外。
[0019] 步驟S23,設(shè)置信區(qū)間的不對(duì)稱系數(shù)為ΛΤ，計(jì)算置信區(qū)間上下邊界的分位概率為， @，表示數(shù)據(jù)點(diǎn)高于上邊界的概率為總，低于下邊界的概率為:蟲(chóng)。
[0020] 步驟S24,利用光伏功率累計(jì)概率分布的條件概率分布函數(shù)計(jì)算.爲(wèi)，:4對(duì)應(yīng)的分 位數(shù)A，Α。
[0021] 步驟S25,通過(guò)光伏功率累積概率分布函數(shù)求逆計(jì)算不同輻照度r取值下光伏功率 的上下邊界取值斯和辱，形成概率功率曲線中的上下兩條曲線。