风光低频出力相关性研究方法技术

本发明专利技术涉及一种风光低频出力相关性研究方法。针对目前对于风光相关性研究中普遍存在的相关性较低，不能很好地利用占据能量更高的低频分量的问题，提出对风光低频出力作相关性分析。首先采用EEMD分解对风光原始出力功率作频率分解，得到高、中、低频分量；其次对分解所得的风光低频分量作相关性分析。本发明专利技术能够有效得到更好的风光相关性，即使在相关性较弱的季节也能提高其相关性，便于更好地利用风光互补特性。补特性。补特性。

【技术实现步骤摘要】
风光低频出力相关性研究方法


[0001]本专利技术涉及一种风光相关性技术，特别涉及一种风光低频出力相关性研究方法技术。

技术介绍

[0002]在可再生能源地位日益增加的环境下，风能和光能已成为日常供电中不可或缺的一部分。但由于风电和光电自身具有的随机性和波动性，使得两者在并网时具有难调峰、反调峰等问题，若是直接将风能和光能并网，势必会为电网侧造成严重的负面影响。
[0003]传统的利用储能平抑风光出力峰谷方式对储能要求高，且频繁的充放电对纯能寿命影响较大，运行成本较高；传统的相关性分析并不能有效利用占据能量更高的风光低频分段，而只停留在风光原始出力上。

技术实现思路

[0004]本专利技术是针对传统方法无法有效利用风光低频出力相关性，提出了一种风光低频出力相关性研究方法。首先对风光原始出力作EEMD分解得到风光出力的IMF分量和余量r，再根据能量的占比将各IMF分量和余量r区分为高、中、低频三个分量，最后采用Kendall秩相关系数对风光低频出力作相关性分析；本方法有效得到了风光出力低频下更高的相关性。
[0005]本专利技术的技术方案为：风光低频出力相关性研究方法，具体包括如下步骤：1、一种风光低频出力相关性研究方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）对风光原始出力数据作EEMD分解，得到风光出力频率分量IMF和余量r；2）根据分解所得IMF分量的能量占比，自适应将各分量和余量分为高、中、低频分量；3）对分解所得风光出力低频分量采用Kendall秩相关系数分析。
[0006]1、根据权利要求1所述风光低频出力相关性研究方法，其特征在于，所述步骤1）采用EEMD分解对风光原始出力进行分解，该方法不需要设定基函数，可直接将风光原始出力分解为多个IMF分量和余量r。
[0007]2、根据权利要求1所述风光低频出力相关性研究方法，其特征在于，所述步骤2）根据分解所得的各IMF分量能量变化大小，将各分量和余量自适应区分为高、中、低频分量。
[0008]3、根据权利要求1所述风光低频出力相关性研究方法，其特征在于，所述步骤3）将区分所得低频分量采用Kendall秩相关系数评价两者相关性，评价有效且计算迅速。
[0009]本专利技术的有益效果在于：针对传统相关性分析中对于风光相关性的研究方法均停留在风光出力的原始数据上，本专利技术充分考虑了对风光出力能量占据更高的低频分量，对两者的相关性进行了更深入的研究，有利于更充分地利用风光出力的互补特性。
附图说明
[0010]图1为风电输出功率幅频特性曲线图；图2为光伏输出功率幅频特性曲线图；图3为某日风电出力EEMD分解结果图；图4为本专利技术流程图。
具体实施方式
[0011]风光低频出力相关性研究方法，具体包括以下步骤：1）对风光原始出力数据作EEMD分解，得到风光出力频率分量IMF和余量r：如图1所示为对某地风光原始出力使用Matlab中FFT函数直接进行快速傅里叶变换，得到风光出力各自的幅频特性曲线。由分析可得风电和光伏输出功率能量主要集中在低频段；2）根据分解所得IMF分量的能量占比，自适应将各分量和余量分为高、中、低频分量：如图2所示为举例对某日风电进行EEMD分解，得到五个IMF分量和一个余量r，同时考虑将各阶IMF分量所占据能量作为有效区分各阶IMF的依据，步骤如下：首先计算各日EEMD分解后每一阶IMF的能量(不计算余项能量)，并作归一化处理，如下式:
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(1)
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(2)
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(3)式中，Ci(t)为分解所得某一IMF中i时刻的能量值，E为该IMF中某一时刻最大值。
[0012]由（1）、（2）、（3）式计算得到各IMF所占据能量大小，根据能量变化最大阶次区分高、中、低频分量。如图2中分解结果所示，计算得IM3、IMF4、IMF5和余量r作为低频段，IMF2作为中频段，IMF1作为高频段；3）对分解所得风光出力低频分量采用Kendall秩相关系数分析：在本文中使用Kendall秩相关系数对风光出力数据做相关性分析。假设有两个元素个数均为N的随机变量X、Y，对于X、Y中任意对应的元素(Xi,Yi)和(Xj,Yj),当Xi大于Xj且Yi大于Xj或Yj小于Xj且Yi小于Yj，则称两组数一致，否则则称两组数不一致。由τ来表征两个随机变量的相关性：
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(4)其中，A表示为一致的对数，B表示为不一致的对数，当τ为正数时，则说明两个随机变量为正相关，当τ为负数时，则说明两个随机变量为负相关。
[0013]如表1所示为在采用本方法前后，对某地一年中过渡季（3、4、5、9、10、11月），冬季（12、1、2月），夏季（6、7、8月）作相关性分析对比，分析可得，在采用本方法前，风光相关性普遍偏弱，而在采用本方法后，避免了能量较小但波动较快的高、中频分量对相关性的干扰，风光相关性有极大的提升。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风光低频出力相关性研究方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）对风光原始出力数据作EEMD（Ensemble Empirical Mode Decomposition）分解，得到风光出力频率分量IMF（Intrinsic Mode Fuction）和余量r；2）根据分解所得IMF分量的能量占比，自适应将各分量和余量分为高、中、低频分量；3）对分解所得风光出力低频分量采用Kendall秩相关系数分析。2.根据权利要求1所述风光低频出力相关性研究方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇华，李青松，王育飞，薛花，王丛，孙晓鹏，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：