基于混沌支持向量机的短期风速预测

为了减轻风电对电网的影响,降低供电系统的旋转备用容量和运行成本,提出了以混沌理论为基础,基于相空间重构的支持向量机短期风速预测方法。为提高预测模型的预测精度和泛化能力,利用粒子群算法选择对相空间重构和支持向量机参数联合寻优,将最佳参数代入混沌支持向量机模型对短期风速进行预测。试验结果表明了该方法的有效性。     

基于混沌时间序列的支持向量机短期风速预测模型研究

风电场风速及风电功率预测技术是加强风电并网管理的关键措施之一。为了提高短期风速预测的精度,减小风电并网对电力系统的电能质量及其安全稳定运行带来的影响,提出了基于混沌时间序列的支持向量机短期风速预测模型。该模型针对风速混沌时间序列建模,并采用基于贝叶斯框架的最小二乘支持向量机对风速进行短期预测。仿真实验结果表明,该预测模型有效地提高了短期风速预测的精度。     

基于相空间重构小波神经网络的短期风速预测

风速具有高度非线性和非平稳性,难以精确预测。对此,利用神经网络逼近非线性函数的能力,结合小波变换多尺度特性,使风速在一定频域尺度上表现出准平稳性,建立了风速的小波神经网络预测模型。为了解决神经网络输入的随意性,以相空间重构理论确定最佳延迟时间和最小嵌入维数,重构风速时间序列,以重构后的时间序列作为模型的输入量对网络进行训练。仿真结果表明,所提基于相空间重构小波神经网络风速预测的准确性能得到了提高。     

基于最小二乘支持向量机的风速预测模型

风速具有较大的随机性,预测的准确度不高。针对这种现象,基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)理论,结合某风电场实测风速数据,建立了最小二乘支持向量机风速预测模型。对该风电场的风速进行了提前1h的预测,其预测的平均绝对百分比误差仅为8.55%,预测效果比较理想。同时将文中的风速预测模型与神经网络理论、支持向量机(support vector machine,SVM)理论建立的风速预测模型进行了比较。仿真结果表明,文中所提模型在预测精度和运算速度上皆优于其他模型。     

基于遗传优化的最小二乘支持向量机风电场风速短期预测

风电场短期风速的准确预测能为风电并网运行的规划、调度、运行和控制提供及时有效的信息。支持向量机基于结构风险最小化原理,从整体上考虑曲线的平滑度对数据进行拟合,对风速预测时能及时跟踪其变化趋势。针对支持向量参数难以确定问题,采用遗传算法对最小二乘支持向量机惩罚系数C和核参数σ2寻优,在对参数遗传编码时,通过对数变换编码提高了搜索灵敏度,加快了模型收敛速度。最终利用现场连续150 h实测风速样本,对其中最后12 h进行预测,结果与广义回归神经网络（GRNN）相比,表明LS-SVM有更好的泛化能力,且取得了相对     

基于遗传优化的最小二乘支持向量机风电场风速短期预测

风电场短期风速的准确预测能为风电并网运行的规划、调度、运行和控制提供及时有效的信息.支持向量机基于结构风险最小化原理,从整体上考虑曲线的平滑度对数据进行拟合,对风速预测时能及时跟踪其变化趋势.针对支持向量参数难以确定问题,采用遗传算法对最小二乘支持向量机惩罚系数C和核参数σ<'2>寻优,在对参数遗传编码时,通过对数变换编码提高了搜索灵敏度,加快了模型收敛速度.最终利用现场连续150 h实测风速样本,对其中最后12 h进行预测,结果与广义回归神经网络(GRNN)相比,表明LS-SVM有更好的泛化能力,且取得了相对误差绝对值的平均值为8.32%的良好效果.     

基于相似数据的支持向量机短期风速预测仿真研究

风电场功率预报是减小大规模风电并网对电网造成不良影响的有效手段,提高短期风速预测的精度是保障风电场功率预报的重要基础。提出了基于相似数据并结合小波分析的支持向量机短期风速预测方法。该方法从大量的数据样本中提取相似数据创建训练样本,采用小波分解技术将风速信号分解成低频趋势信号和高频随机信号,分别采用支持向量机理论建模,合成得到风速预测数据。仿真结果表明,相似数据有效地提高了数据的相关度,小波分解使支持向量机模型更好地拟合风速信号的低频和高频特性,提高了预测精度。通过与某风电场的实际风速数据验证,表明模型具有较强的泛化能力,程序运行时间可满足工程需要。     

基于NARX及混沌支持向量机的短期风速预测

风速预测精度的提高,对降低风力发电成本、合理安排风场选址等方面有着积极作用。使用DBSCAN聚类对所有数据进行去噪处理,选择最合适的风速数据序列进行实证研究。首先,针对风速数据序列具有混沌性而对预测结果产生影响的问题,采用C-C法确定相空间重构中所需参数。与此同时,结合混沌理论建立混沌支持向量机模型,用以预测未来24 h的风速值。之后,将该模型与EGARCH模型以及具有外生输入的非线性自回归网络(NARX)模型的预测结果进行对比。最后,根据各预测模型的RMSE和MAPE精度对模型预测效果进行评估。结果表明:基于混沌时间序列的支持向量机模型对NWTC m2气象站所在地风速具有最佳预测效果。     

基于非负矩阵分解的相关向量机短期负荷预测模型

针对传统特征提取方法只能抽取样本的代数特征而无法顾及问题实际意义的缺点,提出一种基于非负矩阵分解的相关向量机短期负荷预测模型。通过非负矩阵分解算法对输入样本进行分解,得到非负的低维映射矩阵,将该低维矩阵输入相关向量机进行训练预测。由于此低维矩阵具有非负性质,因而该模型在消除冗余数据、降低维数的同时,保留了原始问题的实际意义。实验结果表明,所提出的方法能有效降低输入变量的维数,预测精度也得到了提高。     

基于变分模态分解和蝙蝠算法-相关向量机的短期风速区间预测

现有的风速预测方法大多是确定性的点预测,无法描述风速的随机性。针对该问题,建立基于变分模态分解(VMD)和蝙蝠算法-相关向量机(BA-RVM)的短期风速区间预测模型。对原始风速序列进行变分模态分解获得多个子序列;采用样本熵(SE)算法对子序列进行重组得到3类具有典型特性的分量;对各分量采用相关向量机算法分别建立预测模型。为进一步提高预测精度、缩小区间范围,引入蝙蝠算法(BA)对预测模型进行参数优化。将各分量的预测结果进行叠加求和得到一定置信水平下总体的区间预测结果。实际算例结果表明,与现有方法相比,所提区间预测方法的预测精度和区间覆盖率更高,区间宽度更窄。     

基于分数进制小波变换与支持向量机的短期风速预测

本文探讨了一种基于分数进制小波变换与支持向量机(SVM)的短期风速预测模型。首先探讨了通过小波变换提取风速序列振荡特征提高传统模型预测精度的思路,进而分析了分数进制小波变换通过品质因子可调的变换模式实现的较传统小波变换更为自由精细的时频局部性能,以及在振荡信号特征提取领域的优越性;之后探讨了基于分数进制小波变换时频分解与SVM预测的风速预测模型的构建流程;实验结果表明,该模型与基于传统小波变换与SVM的预测模型以及神经网络、SVM模型相比,能够有效的提高预测精度。     

基于小波变换和改进萤火虫算法优化LSSVM的短期风速预测

准确预测风速对风电规模化并网至关重要。为提高短期风速预测精度,提出一种基于小波分解和改进的萤火虫算法优化最小二乘支持向量机超参数的风速预测模型。首先利用小波变换将风速时序分解为近似序列和细节序列,然后对各序列分别利用一种新颖的混沌萤火虫算法优化LSSVM进行预测,最后将各序列预测值叠加得到最终风速预测值。在两种时间尺度的实测数据上进行仿真计算。结果表明,该算法较交叉验证的LSSVM, IPSO-LSSVM, WD-DE-LSSVM及BP神经网络等多种经典算法预测精度更高,表明了该算法的有效性和优越性。     

基于D-S证据理论的短期风速预测模型

提出一种基于D-S证据理论的短期风速组合预测模型.分别采用时间序列、BP神经网络和支持向量机预测模型对风速进行预测,通过对预测误差的分析,借助D-S证据理论对3种模型进行融合.选取待测日前凡日的风速数据作为融合样本,计算出相应的基本信任分配函数,同时将函数进行融合,并将融合结果作为风速预测模型的权重,得到待预测日的风速预测结果.仿真结果表明,所提组合预测模型的预测误差更小,效果更好.     

基于PSO-BSNN的短期风速预测

考虑到风的随机性和波动性,提出一种基于粒子群(PSO)优化B样条神经网络(BSNN)的短期风速预测方法。利用相空间重构方法确定BSNN的输入空间向量,BSNN可以灵活地改变对输入空间的划分和对隐层基函数的定义,对任意的网络输入,隐层基函数的输出只有少数非零,使网络输出简单,收敛速度快。但在传统的BSNN中,对输入空间节点位置的均匀划分是粗糙的,预测结果容易陷入局部极小而影响预测精度。粒子群优化算法是一种智能搜索方法,它具有较强的搜索能力并且容易实现,利用PSO优化BSNN输入空间的节点位置划分,可避免BSNN陷入局部极小并提高预测精度。仿真结果表明,基于PSO-BSNN的预测模型比传统的BSNN和BPNN预测模型具有更高的预测精度。     

基于小波变换的ARMA-LSSVM短期风速预测

对风电场风速的准确预测,可以有效减轻并网后风电对电网的影响,提高风电市场竞争力。提出将时间序列自回归滑动平均模型（Auto Regressive Moving Average, ARMA） 与最小二乘支持向量机模型（Least Square Support Vector Machine,LS-SVM）相结合的混合模型短期风速预测方法。采用小波变换（Wavelet Transform,WT）方法将历史风速序列分解成具有不同频率特征的序列。根据分解后各分量的特点,对于低频趋势分量选取LS-SVM方法进行预测,而高频波动分量则选取ARMA模型进行预测,采用小波重构得到最终预测结果。仿真实例表明,不同的预测方法整体的预测精度不同,而混合模型预测的均方根误差最低为11.5%,与单一预测方法相比,混合模型提高了预测精度。     

基于经验模式分解的风电场短期风速预测模型

采用经验模式分解(EMD)和时间序列相结合的方法进行风电场的短期风速预测.针对风速序列的非平稳性和时序性,利用EMD分析非线性、非平稳信号的特点和自回归滑动平均(ARMA)时间序列的建模方法,建立风电场短期风速预测的EMD-ARMA模型.该模型通过EMD方法将原始风速序列进行分解,运用ARMA时间序列的方法对各分量分别进行预测.通过对我国某风电场的实际风速序列进行分析预测,介绍方法的实现过程,证明该方法的有效性.     

基于SVM的时间序列短期风速预测

短期风速预测对风力发电系统的并网运行具有重要意义。对风速进行较准确预测,可以有效减轻或避免风电场对电力系统的不利影响,同时提高风电场在电力市场中的竞争能力。介绍了支持向量机(SVM)理论的新应用,讨论支持向量机理论用于风速预测的具体过程;建立基于支持向量机风电场短期风速预测模型,此模型仅以历史风速数据为输入,简单、高效,不需要其他额外的气象数据。与改进模糊层次分析法的组合模型、ARMA-ARCH模型、EMD-ARMA模型、双自回归滑动平均模型的预测结果进行比较,证实支持向量机理论的应用是有效的,可以用于风速的短期预测和发电量预测。     

基于小波分解与支持向量机的风速预测模型

采用小波分析与支持向量机数据挖掘技术,建立风速预测模型（WD-SVM）。首先对原始风速时间序列进行小波分解,然后对分解后各层数据序列分别用支持向量机进行预测,最后将各层预测值进行小波重构得到预测风速序列。将WD-SVM模型应用于某风电场,进行了风速数据时间间隔为10min的提前4小时,即提前24步滚动预测,将一天分为21个时段进行了预测,预测的均方根误差平均值为11.71%。与仅使用支持向量机进行预测的模型（SVM）进行比较,组合模型预测精度明显高于单一模型。     

基于改进GMDH网络的风电场短期风速预测

基于GMDH神经网络和模糊逻辑理论,对风电场风速预测进行了深入研究,提出了一种改进GMDH神经网络方法。该方法在传统网络的基础上将神经元模糊化并引入反馈环,将GMDH网络的低维计算能力和模糊逻辑的高维推理能力结合起来用于预测。在进行网络训练时,采用指数型能量函数作为目标误差函数,提高了网络收敛速度。通过与BP神经网络及传统GMDH网络的预测结果相比较,表明该改进方法能够有效地提高短期风速预测的精度。