基于Vine Copula的水-风-光三维建模及极端场景下水风光蓄联合调度研究

来源：水资源与水工程学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：孟长青，路宗雨，张验科，王远坤，王超，汪涛，姚华明

单位：1.华北电力大学水利与水电工程学院,2.北京怀柔实验室,3.中国水利水电科学研究院,4.中国长江电力股份有限公司

摘要：为探究区域内径流和风、光电站的联合不确定性以及混合式抽水蓄能电站在极端场景下的灵活调节能力，提出了基于 Vine Copula 的水-风-光三维建模方法，并应用于水-风-光-蓄联合调度。首先，依据区域内风、光电站空间分布与物理特征进行空间聚类并选取代表性电站；其次，针对风、光与径流序列的中心与尾部特征，构建分段混合边缘分布；随后采用马尔科夫链构建时间转移矩阵，并通过 Vine Copula 建立水、风、光的耦合依赖关系，生成时空耦合的联合分布情景。基于能量距离的二次规划优化得到代表性情景集，并将其输入水-风-光-蓄调度模型。以两河口混合式抽水蓄能电站为算例的计算结果表明：在极端高水-风-光联合情景下，水-风-光-蓄调度方案的系统总运行成本为1.60亿元，较传统水-风-光方案降低了约3.13亿元，总弃电量由7 783.0降至1 264.4 MWh；在极端低水-风-光联合情景下，抽水蓄能机组可增发2 046.0 MWh，显著缓解了负荷缺口。基于 Vine Copula 的联合分布模型能够有效捕捉水、风、光资源的时空耦合特性，混合式抽水蓄能电站在极端条件下可显著降低系统的运行成本并增强系统的灵活性。

关键词：水-风-光联合分布,水-风-光-蓄联调度,Vine Copula,混合式抽水蓄能,不确定性,极端场景

基金资助：国家自然科学基金项目（52579010、52279064)；中央高校基本科研业务费面上项目（2024MS067）