【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统数字仿真，具体涉及一种适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法、系统、终端及存储介质。
技术介绍
1、随着全球能源结构的转型和分布式发电技术的快速发展，有源配电网已成为未来电力系统的重要组成部分。新能源场站如风电、光伏等大规模接入配电网，其出力特性受天气、季节等自然因素影响显著，表现出较强的不确定性和波动性。同时，用电负荷也呈现出多样化的趋势，特别是在尖峰时段和极端天气条件下，负荷需求急剧变化，对配电网的稳定运行提出了更高要求。
2、传统的电力系统建模方法主要基于稳态分析和确定性模型，难以准确反映新能源场站出力和负荷的动态变化特性，以及它们之间的复杂相互作用关系。特别是在面对极端天气和突发负荷变化时，传统模型往往无法提供有效的预测和应对措施，导致电力系统运行的安全性和经济性受到严重影响。另外，传统的相关性分析方法如pearson相关系数主要关注线性关系，无法准确刻画新能源场站出力和负荷之间可能存在的非线性、非对称的相依关系。特别是在极端天气或负荷条件下，这种相依性尤为显著，但现有技术往往未能充分考虑。同时，现有的电力系统建模方法多基于稳态假设，难以反映新能源场站出力和负荷随时间变化的动态特性。同时，缺乏综合考虑有源配电网拓扑结构和运行规则的动态建模方法，无法准确预测和应对不同运行状态下的系统行为。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法、系统、终端及存储介质，以解决上述技术问
2、第一方面，本专利技术提供一种适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，包括：
3、从各个新能源场站收集实时和历史出力数据，并同步收集对应的负荷数据；
4、对采集到的数据进行清洗、筛选和归一化处理，以消除噪声和异常值；
5、按照spearman秩相关系数计算各场站出力与负荷之间的相关性，并选用copula函数，估计尾部相关系数，量化极端天气或负荷条件下源荷之间的相依性；
6、基于预处理后的数据，对新能源场站出力和负荷随时间变化的动态特性进行分析，建立源荷特性数据库；
7、根据源荷特性数据库，结合有源配电网的拓扑结构和运行规则，构建源荷动态模型，该模型能够反映能源场站出力和负荷在不同运行状态下的动态变化特性；
8、根据秩相关系数和尾部相关系数构建不同的测试场景，对建立的源荷动态模型进行验证，根据验证结果对源荷动态模型进行优化调整。
9、本技术方案的进一步改进还有，按照spearman秩相关系数计算各场站出力与负荷之间的相关性，其具体步骤包括：
10、将新能源场站出力和负荷数据分别排序，并计算排序后两者之间的等级差；
11、根据等级差计算spearman秩相关系数，按照spearman秩相关系数计算各场站出力与负荷之间的相关性。
12、本技术方案的进一步改进还有，根据等级差计算spearman秩相关系数的公式为：
13、
14、其中，ρ是spearman秩相关系数，n是成对观测值的数量，di是每一对观测值的等级差；ρ的范围在-1到1之间，ρ越接近于1，表示两者正相关性越强；ρ越接近于-1，表示两者负相关性越强；ρ接近0，表示没有相关性。
15、本技术方案的进一步改进还有，选用copula函数，估计尾部相关系数，量化极端天气或负荷条件下源荷之间的相依性，其具体步骤包括：
16、根据新能源场站出力和负荷数据的分布特性，选择相应的copula函数，copula函数不包括但不限于gumbel copula、clayton copula、frank copula和gaussian copula；
17、使用最大似然估计法、矩估计法或基于秩的估计法来估计copula函数的参数θ；
18、根据copula函数的参数θ和相应的公式计算尾部相关系数；尾部相关系数的取值范围在-1到1之间，正值表示正相依性，负值表示负相依性，尾部相关系数的绝对值越大表示相依性越强。
19、本技术方案的进一步改进还有，基于预处理后的数据，对新能源场站出力和负荷随时间变化的动态特性进行分析，建立源荷特性数据库，其具体步骤包括：
20、使用时间序列分析方法识别新能源场站出力和负荷的长期运行趋势、季节性波动，分析不同时间段内的变化趋势和规律；
21、分析新能源场站出力和负荷的波动性特征，使用标准差或变异系数指标量化波动性；
22、将预处理后的波动性特征和其各自对应的分析结果录入数据库，为波动性特征添加时间标签和类型标签。
23、本技术方案的进一步改进还有，根据源荷特性数据库，结合有源配电网的拓扑结构和运行规则，构建源荷动态模型，其具体步骤包括：
24、根据有源配电网的节点、线路、电源和负荷之间的连接关系，构建网络拓扑图；
25、根据有源配电网的运行规则，明确电网在不同运行状态下的约束条件和响应机制；
26、根据源荷特性数据库的分析结果，选择时间序列模型来描述源荷的动态变化特性；
27、根据源荷的动态特性，选择状态变量；
28、基于有源配电网的网络拓扑图和电网约束条件建立状态变量的动态方程；
29、根据动态方程并结合时间序列模型来描述源荷在不同时间尺度下的动态行为。
30、本技术方案的进一步改进还有，根据秩相关系数和尾部相关系数构建不同的测试场景，对建立的源荷动态模型进行验证，根据验证结果对源荷动态模型进行优化调整，其具体步骤包括：
31、通过调整历史光伏发电和负荷数据的噪声水平，生成多个具有不同秩相关系数的测试数据集；同时，利用极端天气数据和负荷高峰期的数据，构建高尾部相依性和低尾部相依性的测试数据集；
32、将每个测试数据集输入到源荷动态模型中，得到预测的新能源场站出力和其对应的负荷值；
33、使用秩相关系数评估预测结果与测试数据之间的排序一致性，以及使用尾部相关系数评估源荷动态模型在极端条件下的预测准确性；
34、根据评估结果对模型参数进行调整和优化，评估指标包括但不限于预测准确率、误差率和稳定性。
35、第二方面，本专利技术提供一种适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模系统，包括：
36、数据收集模块，用于从各个新能源场站收集实时和历史出力数据，并同步收集对应的负荷数据；
37、数据预处理模块，用于对采集到的数据进行清洗、筛选和归一化处理，以消除噪声和异常值；
38、相关性分析模块，用于按照spearman秩相关系数计算各场站出力与负荷之间的相关性，并选用copula函数，估计尾部相关系数，量化极端天气或负荷条件下源荷之间的相依性；
39、数据库建立模块，用于基于预处理后的数据，对新能源场站出力和负荷随时间变化的动态特性进行分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，按照Spearman秩相关系数计算各场站出力与负荷之间的相关性，其具体步骤包括：
3.根据权利要求2所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，根据等级差计算Spearman秩相关系数的公式为：
4.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，选用Copula函数，估计尾部相关系数，量化极端天气或负荷条件下源荷之间的相依性，其具体步骤包括：
5.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，基于预处理后的数据，对新能源场站出力和负荷随时间变化的动态特性进行分析，建立源荷特性数据库，其具体步骤包括：
6.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，根据源荷特性数据库，结合有源配电网的拓扑结构和运行规则，构建源荷动态模型，其具体步骤包括：p>
7.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，根据秩相关系数和尾部相关系数构建不同的测试场景，对建立的源荷动态模型进行验证，根据验证结果对源荷动态模型进行优化调整，其具体步骤包括：
8.一种适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模系统，其特征在于，包括：
9.一种终端，其特征在于，包括：
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，按照spearman秩相关系数计算各场站出力与负荷之间的相关性，其具体步骤包括：
3.根据权利要求2所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，根据等级差计算spearman秩相关系数的公式为：
4.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，选用copula函数，估计尾部相关系数，量化极端天气或负荷条件下源荷之间的相依性，其具体步骤包括：
5.根据权利要求1所述的适用于有源配电网形态演变分析的源荷动态建模方法，其特征在于，基于预处理后的数据，对新能源场站出力和负荷随时间变化...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨慢慢，陈建，尹兆磊，丁然，刘震宇，陈晨，李润鑫，韩宇，王勇，高明亮，张媛一，杨明爽，张婉明，王新浩，石少通，张柏杨，赵磊，邢明华，李雪，曹颖，孟庆欢，杨德寅，邱凡禹，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司承德供电公司，
类型：发明
国别省市：
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