一种新能源电站出力场景生成系统的制作方法

本发明涉及新能源发电，尤其涉及一种新能源电站出力场景生成系统。

背景技术：

1、随着全球对可再生能源的重视，新能源发电（如太阳能、风能等）逐渐成为电力供应的重要组成部分，传统模型可能无法充分考虑多种变量的复杂关系，导致预测结果不够准确，传统数据处理方式通常依赖批处理，无法实现实时数据更新和快速反馈，影响决策的及时性。

2、因此，本发明提供的一种新能源电站出力场景生成系统。

技术实现思路

1、本发明提供的一种新能源电站出力场景生成系统，通过收集地理特征、气象和历史发电量数据，整合这些数据并建立关系，基于关系结果构建出力场景模型，最后通过对比实际发电量与预测结果，优化模型结构，提升了发电量预测的精度，支持及时决策，根据实际情况动态调整模型，提升长期预测效果。

2、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，包括：

3、数据采集模块：收集新能源电站所在地理特征数据，并基于所述地理特征数据确定气象数据，同时，获取电站的历史发电量数据；

4、连接模块：按照时间戳将地理特征数据、气象数据与历史发电量数据整合为相关数据集，同时，对相关数据集中的每一项进行关系连接，得出关系连接结果；

5、模型生成模块：基于关系连接结果构建新能源电站的出力场景模型，根据所述出力场景模型，生成对应的出力场景，输出发电量时间序列；

6、调整模块：将输出的发电量时间序列与实际发电量数据进行对比，根据对比结果调整改进出力场景模型的模型结构。

7、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，数据采集模块，包括：

8、地理特征数据采集单元：对新能源电站进行特征分析，得出电站特征，基于所述电站特征确定新能源电站的地理特征，根据地理特征采集地理特征数据；

9、气象数据采集单元：基于新能源电站的电站特征与地理特征数据确定气象收集重点，根据气象收集重点收集气象数据。

10、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，连接模块，包括：

11、对齐单元：统一地理特征数据、气象数据与历史发电量数据的时间戳格式，按照时间戳将地理特征数据、气象数据与历史发电量数据数据对齐，并整合为相关数据集；

12、分析单元：基于地理特征数据生成连接缓冲区，将气象数据与连接缓冲区进行空间连接，提取连接缓冲区内的区内气象数据，计算所述区内气象数据的统计信息，根据所述统计信息识别区内气象数据的变化趋势，依据所述变化趋势确定每个连接缓冲区内历史发电量数据的电量波动情况，进而确定所述变化趋势对历史发电数据的发电效率影响。

13、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，连接模块，还包括：

14、连接单元：基于所述统计信息建立地理特征数据与气象数据之间的第一关系连接，基于所述发电效率影响建立气象数据与历史发电量数据的第二关系连接，根据所述第一关系连接与第二关系连接对相关数据集中的每一项进行关系连接，得出关系连接结果。

15、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，模型生成模块，包括：

16、目标划分单元：获取新能源电站出力场景的发展目标，对所述发展目标进行类型划分，得到长期目标与短期目标；

17、模型构建单元：分别将长期目标与短期目标与关系连接结果进行结合，设计第一模型框架与第二模型框架，同时，根据所述长期目标确定出力场景模型的第一输入变量与第一输出变量，根据所述短期目标确定第二输入变量与第二输出变量，综合所述第一模型框架、第一输出变量与第一输入变量确定第一场景模型，综合所述第二模型框架、第二输出变量与第二输入变量确定第二场景模型，根据第一场景模型与第二场景模型构建新能源电站的出力场景模型；

18、生成单元：基于所述出力场景模型生成出力场景，输出对应目标下的发电量时间序列。

19、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，模型构建单元，包括：

20、变量确定子单元：从目标-因素表中根据长期目标选择长期影响因素作为第一输入变量，根据短期目标选择短期影响因素作为第二输入变量；

21、第一模型子单元：基于第一输入变量创建滞后特征，结合所述滞后特征与第一模型框架构建第一场景模型；

22、第二模型子单元：基于第二输入变量添加时间特征，结合所述时间特征与第二模型框架构建第二场景模型。

23、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，生成单元，包括：

24、条件子单元：根据长期目标定义第一气象条件，根据短期目标定义第二气象条件；

25、状态子单元：基于长期目标与第一气象条件对应的第一待实现周期分析新能源电站设备的第一运行状态，同时，基于短期目标与第二气象条件对应的第二待实现周期分析新能源电站设备的第二运行状态；

26、参数子单元：基于长期目标和第一气象条件定义长期出力场景参数，基于短期目标和第二气象条件定义短期出力场景参数；

27、输出子单元：将长期出力场景参数与第一运行状态输入出力场景模型，输出长期目标的第一发电量序列，将短期出力场景参数与第二运行状态输入出力场景模型，输出短期目标的第二发电量序列，综合第一发电量序列与第二发电量序列得出发电量时间序列。

28、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，调整模块，包括：

29、拟合判断单元：对比实际发电数据与发电量时间序列，得出对比结果并绘制残差图像，同时，基于历史发电量数据确定残差图像的基准线，根据基准线与残差图像的位置关系判断模型拟合情况；

30、图像判断单元：基于模型拟合情况，计算残差的自相关系数，得出自相关系数与偏自相关系数，绘制自相关图与偏自相关图，从自相关图中观察自相关系数，对出力场景模型关于捕捉发电量时间序列依赖关系的灵敏度进行判断，得出灵敏度判断结果，从偏自相关图中分析滞后期，判断出力场景模型的阶数情况；

31、结构调整单元：根据灵敏度判断情况与阶数判断情况对出力场景模型的模型结构进行调整。

32、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，图像判断单元，包括：

33、自相关系数子单元：

34、，其中，在时间点t的残差；表示在时间点t-k的残差；表示残差均值；n表示计算残差的观测数据点总数；表示自相关系数，表示残差在时间点t与时间点t-k之间的相关性；k表示滞后期数，表示时间间隔；

35、偏自相关系数子单元：

36、，其中，cov()表示协方差运算；表示偏自相关系数，表示在控制了所有低于k阶的滞后项的影响后，时间点t的残差与时间点t−k的残差之间的直接相关性；表示在控制了所有低于j阶的滞后项的影响后，残差在时间点t和时间点t−j之间的相关性；j表示已经被控制的滞后项的数量。

37、本发明提供一种新能源电站出力场景生成系统，结构调整单元，包括：

38、灵敏度调整子单元：若灵敏度判断结果高于预设灵敏度范围，则增加发电量时间序列的取点密度，若灵敏度判断结果低于预设灵敏度范围，则对出力场景模型进行简化；

39、阶数调整子单元：根据计算出的自相关系数与偏自相关系数从系数-阶数对应表中确定出力场景模型的阶数情况，若阶数情况高于预设阶数范围，则对出力场景模型进行简化，若阶数情况低于预设阶数范围，则增加发电量时间序列的取点密度。

40、与现有技术相比，本技术的有益效果如下：通过收集地理特征、气象和历史发电量数据，整合这些数据并建立关系，基于关系结果构建出力场景模型，最后通过对比实际发电量与预测结果，优化模型结构，提升了发电量预测的精度，支持及时决策，根据实际情况动态调整模型，提升长期预测效果。

41、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

42、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。