基于PSO-BP神经网络的短期光伏系统发电预测

对光伏发电影响因素进行了分析,建立了粒子群算法优化的前向神经网络光伏系统发电预测模型。该模型利用了粒子群算法来优化神经网络内部连接权值和阈值,兼具粒子群和BP神经模型的优点,具有较好的收敛速度,泛化性能与预测精度。将光伏电站发电历史数据与天气情况作为样本,运用所建立的模型进行了训练与预测。结果表明,经过粒子群优化的BP网络模型预测精度高于典型BP网络,验证了该方法的有效性。     

基于PCA-GA-Elman的短期光伏出力预测研究

针对光伏发电出力随机变化,提出一种PCA-GA-Elman模型对光伏有功功率进行短期预测方法,用于提高电网对可再生能源的调度能力。该方法首先采用主成分分析法对原始数据进行降维;接着使用遗传算法对Elman神经网络的反馈因子进行寻优;然后利用训练集构造PCA-GA-Elman预测模型;最后在对比仿真中验证所提方法的有效性。     

基于BP神经网络的光伏发电短期出力预测

分析了影响光伏发电出力的主要因素,建立了基于BP神经网络的光伏发电短期出力预测模型。利用光伏电站的出力数据和气象数据对BP神经网络进行训练,根据光伏出力影响因素的分析,将不同日类型的日发电功率数据进行处理,将其映射为日类型指数作为神经网络训练、预测的输入。文章建立的预测模型可以对不同天气类型下一天各时段的出力进行预测,预测结果与实测值的比较结果表明,该模型有比较准确的预测能力和较强的适用性。     

基于MIV-PSO-BPNN的光伏出力短期预测

针对高比例光伏接入电网时,光伏出力的波动性会严重影响电力系统稳定运行的问题提出一种基于平均影响值与改进粒子群优化神经网络的组合式光伏出力短期预测模型。首先,采用直接预测法,选取总辐射量、直接辐射量、散射量、相对湿度、气温、风速和降雨量7个影响光伏出力的因素,构建MIV-PSO-BPNN模型,基于Rapid Miner数据挖掘得出降雨量对光伏出力平均影响值为0.0099,影响较小,不作为模型输入变量。然后,用改进PSO优化算法对BPNN的权值与阈值进行优化。最后,利用上海浦东国际机场T2-2光伏电站数据进行验证,结果表明MIV-PSO-BPNN模型对光伏出力预测有效,在实际中有一定应用价值。     

基于相似日和神经网络的光伏发电预测

光伏发电系统的输出功率受到季节、太阳辐射强度、温度和湿度等气象条件影响,呈现出时变性、间歇性和随机性。文章提出了基于相似日原理和改进的BP神经网络预测方法,利用光伏电站的历史气象信息建立气象特征向量,基于曼哈顿距离寻找相似日,根据给定的不同预测日选取3个相似日的输出功率作为预测模型输入,直接预测发电站的输出功率。以某光伏电站为例进行建模预测,并通过预测误差分析证明了算法的有效性。     

基于主成分和神经网络的风力发电机主轴承故障预警

主轴承作为风力发电机组的重要部件,一旦发生故障,会影响风力发电机组整机工作的发电性能,严重时故障甚至会造成停机,不仅影响发电量,更会产生高昂的维修费用。通过运用相关性分析,根据Pearson相关系数矩阵对原有的多个指标进行分析。然后运用主成分分析,首先对数据的原始特征预处理,得到6个主成分,然后将这6个主成分作为BP神经网络的输入,运用神经网络对风力发电机的主轴承进行预警。神经网络模型结果表明,该模型对风力发电机主轴承故障预警具有非常好的识别效果,基于主成分和神经网络对风力发电机主轴承故障预警对实现机组智能故障诊断,提高机组的运行效率具有十分重要的意义。     

基于DTW-VMD-PSO-BP的光伏发电功率短期预测方法

针对光伏发电系统短期预测影响因素较多、预测精度较低、稳定度不高等问题,提出一种基于动态时间弯曲（DTW）和变分模态分解（VMD）的粒子群（PSO）优化的BP神经网络光伏发电预测方法。首先使用动态时间弯曲算法对光伏发电功率及影响因素的数据进行测算得到DTW值,再根据DTW值选择对光伏发电功率影响较大的辐射度作为主要影响因素,然后利用变分模态分解将影响因素及光伏发电功率进行分解,降低数据的波动性和非平稳性。运用粒子群优化的BP神经网络对各分量进行预测,然后将预测结果进行叠加,叠加所得结果即为最后预测结果。在Matlab中对该方法和其他神经网络进行算例验证和误差分析,结果表明采用该方法预测结果精度高,稳定性好。     

基于LSTM网络的光伏发电功率短期预测方法的研究

提高光伏发电功率预测结果的精度对电网规划和调度具有重要意义。基于前向神经网络或回归分析法的传统预测模型因缺乏历史记忆能力而导致自身鲁棒性较差、适应能力较弱。为了解决上述问题,文章提出了一种基于LSTM网络的光伏发电功率短期预测方法。在预处理过程中,文章先将天气类型依据日照晴朗指数量化为具体数值;然后,利用主成分分析法将与光伏发电功率相关性较高的多元数据序列进行降维,得到主成分数据序列;最后,建立基于LSTM网络的光伏发电功率短期预测模型,并将该模型的预测结果与BP网络预测模型和RNN网络预测模型的预测结果进行对比。模拟结果表明,基于LSTM网络的光伏发电功率短期预测模型能较好地反映时序数据的动态特性,预测精度较高,预测结果能够为电力调度部门提供可靠的数据支持。     

基于相似日和小波神经网络的光伏短期功率预测

光伏发电功率预测对电网的稳定性和安全性具有十分重要的意义。提出了基于相似日和小波神经网络的预测方法,根据相似日理论通过灰色关联系数法选取历史相似日,将选取的6个相似日的发电数据作为模型的输入变量,同BP神经网络、小波神经网络的预测结果进行对比和误差分析。以某光伏电站历史发电数据为例,验证算法的可行性。     

基于MEA-Elman神经网络的光伏发电功率短期预测

摘要： 为进一步提高光伏发电功率预测的准确度,从而将思维进化算法（MEA）和Elman神经网络相结合,通过MEA优化Elman神经网络权值和阈值,克服了Elman神经网络易陷入局部最优等缺陷。根据光伏发电系统的历史发电数据和气象数据,建立MEA-Elman神经网络预测模型并对其测试。结果表明,与原有光伏预测模型比较,该预测模型能够有效提高光伏预测的有效性和精确性。     

基于小波包与LSSVM的短期光伏输出功率预测研究

由于太阳辐照度及其他气象会随时发生变化,导致光伏电站输出功率具有可变性和不确定性,这将会对电网的安全运行造成重大影响。文章研究了影响光伏电站输出功率的几种气象因素,提出了一种基于小波包与最小二乘支持向量机(LSSVM)的短期光伏电站输出功率预测方法。首先,利用小波包将原始光伏电站输出功率,以及太阳辐照度、环境温度、环境湿度等气象因素进行分解,得到基频信号和多层高频信号;然后,利用最小二乘支持向量机所具有的处理小样本数据和解决非线性函数的能力,将得到的基频信号和多层高频信号作为最小二乘支持向量机的输入变量;最后,将不同尺度的输出结果进行叠加、合成,得到原始光伏电站输出功率的预测值。仿真结果表明,与传统的最小二乘支持向量机预测法、BP神经网络预测法,以及EMD与LSSVM相结合的预测方法相比,文章预测方法的预测精度较高,可以有效地预测光伏电站输出功率。     

基于小波变换和神经网络的光伏功率预测

提出了一种小波分解(Wavelet Transform,WT)和径向基函数神经网络(RBFNN)相结合的预测方法,并引入理论太阳辐照量、温度和相对湿度数据来预测未来24 h光伏电站的输出功率。小波分解能有效地表征光伏电站输出功率时间序列的局部特征,人工智能方法可以捕捉到光伏发电中的非线性特性。预测结果表明,采用该方法预测光伏电站输出功率,能有效地提高预测精度。     

基于天气预报的光伏输出功率短期预测

提出一种基于天气预报的光伏输出功率短期预测模型。该模型包括倾斜面辐射基值部分和与气象类型密切相关的光电转化系数值部分。利用地理位置和光伏阵列安装特性计算辐射基值,结合大量历史数据和天气预报状况拟合光电转化系数,得出不同季节、不同气象类型下的光电转化系数值,最后给出了光伏输出功率短期预测模型的数学表达式,并通过实例进行了验证。预测结果表明,该预测模型简单有效,适于工程实际应用,具有较高的精度。     

太阳电池最大功率点跟踪的三点比较法理论分析

通过对太阳能光伏系统伏安特性的分析,在扰动观察法基础上提出"三点比较法"实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPP)。本文采用新的最大功率点(MPP)判别条件,利用常量Vd调整电压的步长ΔV来控制算法的结束,使得在日照强度急剧变化的情况下,系统并不随日照强度的快速改变而盲目移动操作点,克服了"扰动观察法"误判而导致的部分功率损失。并且给出了初值ΔV,Vd,阈值ε的确定方法。     

Regional forecasts and smoothing effect of photovoltaic power generation in Japan: An approach with principal component analysis

Regional forecasts of power generated by photovoltaic systems have an important role helping power utilities to manage grids with a high level of penetration of such systems. The objective of this study is to propose a method to obtain one-day ahead hourly regional forecasts of photovoltaic power when regional information is available. The method is based on the use of principal component analysis, support vector regression and weather forecast data. One-day ahead regional forecasts of photovoltaic power were done for 4 of the main regions of Japan for 1 year, 2009, using hourly power generation data of 453 photovoltaic systems. The performance of the method was characterized comparing the results it yielded with the ones provides by a persistence approach and by an approach that do not employ the principal component analysis. Moreover, the expected smoothing effect on the error achieved when the regional forecasts are based on forecasts for each photovoltaic system is presented, constituting an additional reference to evaluate the proposed method. The results show that the method performed well; its regional forecasts had a normalized annual root mean square error of 0.07 kWh/kW_rated in the worst case, and the persistence approach was outperformed by at least 51% regarding the same error. The use of principal component proved to be a simple and particularly effective approach, decreasing the bias of the forecasts in all regions, and causing a reduction of the normalized root mean square error from 20.2% to 57.8% depending on the region. The proposed method also yielded results within the same level of forecasts which benefitted from the smoothing effect; the former presented a maximum variation of 10.2% of the normalized root mean square error of the latter in the worst case.     

基于PEMFC分布式发电系统的动态特性分析

分析了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的机理模型,在此基础上运用MATLAB的Simulink仿真工具,建立了PEMFC发电系统带负载模型。通过仿真,分析了负载对PEMFC电堆的各项动态特性(燃料的流量、效率、输出电压等)的影响,以及DC/DC、负载端的电压响应。仿真结果中负载电压呈三相交流正弦波形,表明搭建的整个PEMFC发电系统是基本正确的,为实现PEMFC并网的实时分析和动态优化提供了理论依据和参考方法。     

基于EMD-ESNs的光伏系统短期发电量预测

针对光伏系统发电量的影响因素,提出一种基于经验模态分解(EMD)与回声状态网络(ESNs)的组合光伏系统短期发电功率预测方法。通过对同日类型的历史发电功率数据进行EMD,得到其不同尺度的周期分量和趋势分量;滤除其体现数据差异的各个较小周期分量,针对体现数据共性的分量建立ESNs预测模型;最后,将预测值与趋势分量组合得到最终的预测结果。预测结果对比分析表明:该方法与单一回声状态网络、BP神经网络和小波神经网络预测方法相比,计算速度快,预测精度高,稳定性好。     

基于Copula理论的风电功率条件预测误差短期概率分布估计

风电功率预测分析是降低风电不确定性对电力系统影响的重要手段。文章提出了基于Copula理论的风电功率预测不确定性研究方法,从风电功率实际值和预测值的相关性入手,采用Copula理论对风电功率实际值和预测值的相依关系进行分析,在某一预测值的条件下,计算风电功率实际值的条件概率分布,进而转移到误差的条件概率分析当中,之后再将误差的分布估计转换为风电功率预测的不确定性估计。以东北地区某风电场的实测数据和预测数据进行实例分析,通过评价指标验证了该方法的有效性。