基于布谷鸟-Elman算法的光伏发电预测

提高光伏发电功率预测的精度对于保证电网的安全稳定运行、提高光伏资源的开发和利用率具有重要的意义。文中提出了一种基于天气相似度以及改进布谷鸟算法优化Elman神经网络的光伏发电短期功率预测模型。首先在选取相似日上,提出一种基于距离和角度趋势的相似度计算方法,选出与待预测日相似度更高的相似日。其次,利用改进后的布谷鸟算法对Elman神经网络的权值和阈值进行优化并构建光伏发电短期功率预测模型。最后将文中提出的光伏发电预测模型与传统Elman神经网络模型的预测结果及实际输出值进行比较,结果表明改进布谷鸟算法优化Elman神经网络的光伏发电短期功率预测模型预测精度更高。     

基于改进支持向量机算法的光伏发电短期功率滚动预测

光伏发电具有明显的波动性与随机性,对其短期功率进行预测可以更准确地实现电网能量管理和运行调度。首先提出了一种基于粒子群优化支持向量机算法(PSO-SVM)的光伏发电短期功率滚动预测模型;通过寻找相似日,以相似日的实际功率和预测日的天气数据作为模型的输入量,对次日一天的发电功率进行预测;再以次日的实际输出功率与预测功率进行滚动对比,当预测点不满足给定预测精度时,以当日实测数据对后期预测点的功率进行修正预测。仿真算例表明所提光伏发电短期功率的滚动预测模型可以更精确地实现功率预测。     

改进相似度的模糊聚类算法在光伏阵列短期功率预测中的应用

提出一种基于改进相似度的模糊聚类算法的光伏阵列短期功率预测方法,通过通径分析得到气象因子对光伏阵列日发电功率的影响权重。根据各个因子的权重自定义综合了加权相似系数和加权距离系数的统计量-相似度,建立模糊相似矩阵将历史日样本划分为若干类。然后通过分类识别获得与预测日最相似的一类历史日样本集,将其与预测日的气象因素作为预测模型的输入样本建立BP神经网络发电预测模型,并利用差分进化算法对构建的BP神经网络的参数进行了全局寻优。以实际数据对所提模型进行了验证,并与传统的基于相似日选取的光伏功率预测模型进行了对比,结果表明该模型具有更高的预测精度,有利于光伏发电系统并网运行和电网安全经济调度。     

模糊聚类-Elman神经网络短期光伏发电预测模型

光伏发电功率预测是电网安全稳定运行的基础,从数据挖掘的角度提升光伏发电功率预测精度,文中提出基于孤立森林、模糊C均值和Elman的短期光伏发电功率预测模型。根据预测日选择相似日数据并按天气分类作为训练样本;采用孤立森林清洗训练样本中的异常部分;应用模糊C均值对相似日以及待预测日的气象数据进行聚类分析。结合Elman神经网络算法,形成含孤立森林数据清洗的模糊聚类-Elman神经网络的预测模型,对光伏出力进行精确预测。根据某地市现场实测数据进行实验仿真,预测结果分别与传统Elman和BP模型的预测结果进行对比,所述模型可以获得更高的预测精度。     

基于IKFCM与多模态SSO优化SVR的光伏发电短期预测

为提高短期光伏发电功率预测精度和降低气候等因素对预测结果的影响,提出了一种基于IKFCM与多模态SSO优化SVR的光伏发电功率短期预测方案。首先采用改进的KFCM(Improved KFCM, IKFCM)聚类方法对训练样本集进行处理,通过引入紧致离散聚类有效性指数,在提高IKFCM聚类准确率的同时实现了自动划分训练样本集,有效降低了样本数据差异对预测性能的影响。然后构建与训练样本集分类一一对应的SVR预测模型,并采用多模态SSO优化(Multi-mode SSO, MSSO)算法对SVR模型参数进行优化,进而得到不同分类的最优SVR参数组合。最后,运用MSSO优化SVR模型对测试数据进行预测评估。仿真结果表明,该方案实现了不同天气下短期光伏发电功率准确预测,而且同其他预测算法相比预测精度提高了25.2%～37.8%。     

基于模糊聚类和支持向量机的短期光伏功率预测

本文提出了一种基于模糊聚类和支持向量机的光伏短期功率预测方法。通过气象信息建立模糊相似矩阵将光伏发电功率历史样本划分为若干类,然后通过分类识别获得与预测日最相似的一类历史日样本集,将其与预测日的气象因素作为预测模型的输入样本建立支持向量机光伏发电功率预测模型,并利用余一法对构建的支持向量机模型进行核参数和惩罚参数的优化。根据实际数据对所提模型进行验证,计算分析了预测误差,结果表明该方法具有较高的预测精度,对光伏发电预测具有一定的参考价值。     

考虑混沌特征的增强型大脑情绪神经网络光伏发电功率超短期预测模型

为进一步提高光伏发电功率超短期预测的准确度,根据光伏功率时间序列固有的非线性混沌特征,提出一种基于改进粒子群优化(improvedparticleswarmoptimization,IPSO)算法和增强型大脑情绪神经网络(enhanced brain emotional neural network, EENN)的光伏发电功率超短期预测模型。首先,利用非线性变换将光伏功率序列的隐含信息特征投射至高维相空间,获得反映吸引子轨迹的新数据空间;随后,为提高模型的超短期预测能力,通过考虑系统在空间中连续吸引子轨迹的非线性几何特征,利用EENN模型建立高维空间中的数据映射关系,并采用IPSO算法实现对EENN模型中所有权值和阈值的迭代优化,以提高EENN模型的数据挖掘和预测能力;最后,基于实测光伏发电功率数据进行单步预测以实现对所提模型的有效验证。算例分析表明,所提预测模型具有比传统模型更好的预测效果,有效提高了光伏功率超短期预测的准确度。     

基于Kmeans-SVM的短期光伏发电功率预测

短期光伏发电功率预测对维护电网安全稳定和协调资源利用具有重要的意义。提出了一种基于K均值算法(Kmeans)和支持向量机(SVM)的短期光伏发电功率预测方法。根据短期光伏发电特性和光伏发电季节特性,组织预测模型的训练样本集。通过K均值算法对训练样本集进行聚类分析,在聚类得到的各类别数据上分别训练支持向量机。预测时根据预测样本的类别使用相应的支持向量机进行发电功率预测。经实验表明所提出的方法相较于传统的BP、SVM模型精度有了明显的提升,具有较好的工程应用潜力。     

基于特征因素选取的IVMD-GLSSVM光伏出力短期预测

针对短期光伏发电功率预测输入特征数据冗余,抗干扰能力差,预测精度受限等问题,提出了基于特征因素选取的IVMD-GLSSVM短期光伏出力预测模型。首先利用GRA-KCC对影响特征因素进行分析,提取影响光伏发电功率的极相关特征因素,随后采用IVMD对光伏发电数据进行分解,降低数据非线性和波动性对预测精度的影响。然后将各模态分量分别输入GLSSVM预测模型进行预测,求得的各子序列预测结果叠加即为最终预测结果。最后在 MATLAB中对该预测模型及其他模型进行算例验证和误差分析,结果表明采用所提预测模型抗干扰能力强,预测精度高。     

基于改进麻雀搜索算法优化支持向量机的短期光伏发电功率预测

为了提高光伏发电功率预测的可靠性与准确率,提出一种基于改进麻雀搜索算法（tSSA）优化支持向量机（SVM）的短期光伏发电功率预测模型。首先采用自适应t分布增强麻雀搜索算法的种群多样性,然后利用tSSA针对SVM中的惩罚参数和核函数参数进行优化,在得到最优惩罚参数和核函数参数的情况下对光伏发电功率进行预测。对澳大利亚某光伏电站一年内的数据分析发现,每个季节的光伏发电功率有明显的不同。为此,充分考虑外界环境参数如辐照度、湿度、温度、风速和风向的影响,基于tSSA-SVM模型对不同季节的某一天做光伏发电功率预测。仿真结果表明,该模型具有较高的预测精度,特别是对秋、冬季节的光伏发电功率预测更为准确,具有较高的实用价值。     

光伏发电出力的条件预测误差概率分布估计方法

光伏发电出力的可预测性较低,相比点预测而言,光伏发电出力的概率性预测能够提供更多的信息,有利于电力系统的安全经济运行。提出了一种基于Copula理论的光伏发电出力的条件预测误差分布估计方法。采用Copula函数对光伏实际出力与点预测的联合概率分布进行建模,实现了任意点预测对应的光伏实际出力的条件概率分布的估计。针对天气状况,对光伏预测精度影响较大的实际情况,采用聚类的方法按天气类型将历史数据进行分类,针对每类天气类型的光伏预测误差分别进行建模以提高预测误差估计的准确度。以2014全球能源预测竞赛(GEFC 2014)中的光伏出力数据进行了实证分析,验证了所提出方法对光伏出力条件预测误差估计的有效性,结果表明提出的方法在校准性和锐度方面均优于常用的正态分布的预测误差估计方法。     

微网功率不确定性模型及其在旋转备用优化中的应用

微网运行中存在发电单元故障停运以及可再生能源发电单元出力和负荷的波动性,从而合理安排旋转备用容量是维持微网安全、经济运行的重要环节。基于风电出力、光伏出力和负荷日前预测误差模型,利用全概率公式分别构建了综合预测误差及故障停运的风电和光伏出力不确定性分布模型,通过离散化风光出力和负荷不确定性分布与可调度机组停运概率分布联合生成微网功率不确定性离散分布模型,进而提出了计及微网功率不确定性以微网运行成本最小化为目标函数的微网最优旋转备用计算模型并考虑了微网向主网提供旋转备用。最后通过一个微网系统算例,采用混合整数遗传算法优化求解微网最优旋转备用值,验证了所建模型的合理性。     

基于EMD和ABC-SVM的光伏并网系统输出功率预测研究

针对光伏发电系统的输出功率具有非平稳性和随机性的特点,提出一种基于经验模态分解(EMD)和人工蜂群算法(ABC)优化支持向量机(SVM)的光伏并网系统输出功率预测模型。首先根据预测日的天气预报数据,构建相似日的15 min输出功率时间序列。然后,将输出功率时间序列进行经验模态分解,得到不同尺度下的固有模态分量IMFn和趋势分量Res,针对每个IMF分量和趋势分量分别建立相应的支持向量机预测模型,并对SVM模型参数进行人工蜂群算法寻优预处理。最后,将每个模型预测的结果进行合成重构,得到光伏并网系统输出功率的预测值。通过实际数据测试表明:基于EMD和ABC-SVM的功率预测模型同单一SVM预测模型及未经优化的EMD-SVM预测模型相比,具有更快的运算速度和更高的预测精度。     

基于多源气象预报总辐照度修正的光伏功率短期预测

针对单一气象预报源可能存在的误报和偏差问题,提出一种基于多源气象预报总辐照度修正的光伏功率短期预测方法。根据功率序列特征,采用自组织映射神经网络聚类算法实现历史数据广义天气类型划分。按照晴朗程度实现广义天气类型与公共气象服务天气类型预报的匹配对应,并计算不同广义天气类型总辐照度各等级之间的折算系数。在计算各广义天气类型系统误差的基础上,如果预测日数值天气预报广义天气类型分类结果与公共气象服务天气类型预报的一致,则叠加修正总辐照度系统误差;否则,采用树扩展朴素贝叶斯算法计算2种广义天气类型的转移概率,在修正系统误差后利用折算系数计算公共气象服务天气类型预报对应广义天气类型的总辐照度序列,并根据转移概率设定权重系数进一步修正总辐照度序列。建立预测模型,基于遗传算法优化的反向传播神经网络获得光伏功率短期预测结果。利用某光伏电站的实际运行数据和气象预报数据验证了模型的有效性。     

基于通径分析和相空间重构的光伏发电预测模型

光伏发电的短期预测对电网稳定运行、经济调度和可再生能源调节具有重要意义。但光伏功率输出受辐射强度、温度等气象因素影响,具有较大的波动性和随机性。为了提高预测精度和不同天气类型的普适性,文章提出了一种基于支持向量回归结合相空间重构和相似日选择的混合光伏输出预测算法。采用通径系数分析对历史数据集进行处理,量化光伏出力和气象因子的相关性,并确定主导气象因子作为相似日选择的标准。随后,利用相空间重构技术对非线性光伏功率时间序列进行处理,抑制了原始数据集的混沌特性。用实际数据验证了该算法的预测有效性。结果表明,与传统的支持向量回归模型相比,文中的预测模型可以进一步提高预测精度。此外,文中算法在晴天和阴雨天的情况下都表现出良好的性能。     

基于相似日和回声状态网络的光伏发电功率预测

光伏发电功率预测对提高光伏电站控制、调度性能以及保证电网的安全稳定运行具有重要意义。提出一种基于相似日和回声状态网络（ESN）的光伏发电功率预测模型。首先运用相关性分析法对光伏发电功率的影响因素进行了深入分析,并筛选出其主要影响因素;再利用主要影响因素的历史气象信息建立气象特征向量,通过计算灰色关联度（GRA）寻找合适的相似日;最后运用ESN创建预测模型,利用相似日历史数据训练ESN,而后对预测日的输出功率进行逐时预测。算例表明,对比传统模型,GRA-ESN模型具有更高的预测精度和更好的可行性。     

基于RNA-CS混合算法优化的风光发电预测模型研究

提出一种基于RNA-CS混合算法优化的预测模型,优化布谷鸟算法,权衡全局搜索和局部搜索。结合某地区风力和光伏发电实际,对一天中的风速和福射进行测量。采用基础遗传算法、基础布谷鸟算法与RNA-CS混合算法进行仿真对比研究。结果表明,RNA-CS混合优化算法对比其他两种算法模型,对风电、光伏发电具有更精确的预测结果,能够有效的保障电力系统稳定运行。     

一种并网型光伏电站光功率及发电量预测的方法

通过实测光伏电站所在区域主要气象参数和光伏电站电气参数,应用BP神经网络算法建立光伏电站数学模型,形成预测样本数据库,不断与历史数据、历史曲线、历史预测结果进行对比与改进,以实现较小的误差预测。光伏电站光功率及发电量预测,有利于提高电网接纳光伏发电的能力,促进电网对不稳定可再生能源的接纳和消化。     

雾霾条件下光伏发电量预测的迭代优化与经济性分析

光伏发电易受温度、辐照度等环境因素的影响,而近年来雾霾（PM_2.5浓度较高）污染严重,大幅降低了光伏系统发电量。因此研究雾霾天气下光伏发电量预测方法对光伏市场的发展具有重要意义。通过采集上海某户用光伏屋顶的全年光伏数据,利用控制变量法及雾霾相似日原理,拟合分析PM_2.5的浓度与发电量损失指数之间的关系,通过迭代原理优化光伏发电量预测算法,并给出雾霾环境下光伏发电量预测公式,修正光伏收益预测模型。结果表明：优化后的光伏预测发电量算法可提高发电量预测结果的精确性和稳定性。通过对3种光伏经济模型进行收益分析,验证了迭代优化算法可有效提高光伏收益预测的精确性。     

基于回归—马尔科夫链的光伏发电功率预测

随着光伏发电系统在电网中的比重逐步增大,其对电网的影响也越来越大。提前对光伏发电功率进行准确预测有利于电网及时调度、保证电能质量,从而保证电网的安全运行。针对光伏发电功率预测问题,给出一种基于回归分析和马尔科夫链的发电功率预测模型。考虑到季节、天气类型和气象等主要影响因素,通过回归模型得到初步预测值和相对残差序列,再结合马尔科夫链理论建立状态转移概率矩阵,从而修正误差序列,提高算法的精度。根据某光伏电站的实测功率数据对所提模型进行测试评估,验证了回归分析和马尔科夫链组合模型的准确性、简便性和适用性。