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(improved particle swarm optimization,IPSO)算法和增强型大脑情绪神经网络(enhanced brain emotional neural network,EENN)的...     

基于LSTM光伏发电功率超短期预测模型研究

精准地预测光伏发电功率有利于保证电网的稳定运行。采集了江苏常熟某75 MW光伏电站和山西大同某100MW电站数据,利用相关系数法对影响光伏电站输出功率的因素进行分析。搭建了长短期记忆神经网络(LSTM)功率预测模型,对两个电站的输出功率进行预测。为验证LSTM模型和同一算法下不同电站的功率预测精度,使用循环神经网络(RNN)算法和前馈神经网络(BP)算法搭建预测模型,并与LSTM算法进行对比分析,通过模型评价指标平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)及决定系数R²,对三种模型之间的误差值进行比较,结果表明采用LSTM算法预测模型精度更高,且不同电站采用同一网络模型时,电站输出功率和气象数据的相关系数值越大,模型的功率预测值更加贴近实际值。     

基于云图特征的超短期光伏发电功率预测模型

云团运动的不确定性使得光伏系统输出功率较难准确估计,从而影响新能源并网的可靠性和经济性。为了有效利用卫星的云观测数据,提出了基于云图特征的超短期光伏发电功率预测模型。利用卷积神经网络对卫星云图进行特征提取,且和通过相关性分析后的4种气象特征进行融合,作为光伏发电功率预测模型输入。在此基础上,通过卷积神经网络解析这些特征之间的空间联系,并使用长短期记忆网络实现对光伏输出功率的时间序列预测。此外,考虑到一个自然日中不同时段数据对预测影响不同,引入多头注意力机制来确定关键时间点与关键特征,由此进一步提高所提模型精度。使用光伏电站实际数据以及对应的卫星云图和天气数据,对所提模型的预测效果进行验证。算例分析结果表明,该模型预测精度高且时效性好,特别对于正午辐照较大以及云团运动波动剧烈的时段,模型仍能保证较高的预测精度。     

基于BP神经网络的光伏短期功率预测模型

大规模光伏发电系统的应用,有助于缓解传统能源枯竭而引起的能源危机,但其具有很强的随机性和不确定性,为了减轻其对电网的影响,大规模接入光伏,有必要对光伏发电功率进行预测,以便采取相应的应对措施。目前,光伏发电功率预测的方法大致分为两种,即直接预测和间接预测。间接预测,需要先预测光伏发电的影响因子,特别是辐照度,但是,现阶段国内对辐照度的预测暂时不具备工程可行性,这使得国内对间接预测的研究较少,主要集中在直接预测方面。直接预测,即直接建立模型来预测光伏发电,不需要也不用预测光伏发电影响因子,而是通过对历史发电数据和气象信息进行统计分析。     

基于拟牛顿法小波神经网络的光伏发电系统短期功率预测模型

光伏发电系统出力的随机性会对大电网造成冲击,需要加强光伏阵列发电功率预测的研究.为此,提出采用拟牛顿法小波神经网络建立光伏发电系统短期功率预测模型.以某光伏电站实测数据为比较对象,与基于标准梯度下降法BP神经网络以及基于附加动量和自适应学习速率结合的BP神经网络建立的2种预测模型进行对比研究,结果表明,拟牛顿法在收敛速度和预测精度上都更具有优势.此外,通过和拟牛顿法BP神经网络功率预测方法对比表明,拟牛顿法小波神经网络的预测精度更高,尤其是在一天早中晚时刻或辐照度较低情况下预测效果得到了很大的提高.     

基于FOA-Elman神经网络的光伏发电功率预测模型

光伏发电功率对光伏发电的可靠性起着决定性作用。针对Elman神经网络收敛速度慢、训练时间较长的问题,利用果蝇算法(FOA)来优化Elman神经网络的权值和阈值,从而提高运行效率。建立了基于FOA-Elman神经网络的光伏发电功率预测模型,并给出了算法设计及编码方案。仿真实验结果表明,FOA-Elman模型预测精度比传统Elman神经网络模型预测精度高,更适合于光伏发电功率预测。     

基于Attention-LSTM的光伏超短期功率预测模型

超短期光伏发电功率预测有利于电网的调度管理,提高电力系统运行效率及经济性.针对传统长短时记忆(LSTM)神经网络在处理长序列输入时易忽略重要时序信息的缺陷,文章提出了一种结合注意力机制(Attention)与LSTM网络的功率预测模型.采用皮尔森相关系数法(Pearson)分析了实验的历史数据集,剔除无关变量,对数据集...     

基于相似日和WNN的光伏发电功率超短期预测模型

光伏发电功率预测对提高并网后电网的稳定性及安全性具有重要意义。文章提出一种基于相似日和小波神经网络(WNN)的光伏功率超短期预测方法。首先利用光伏发电系统的历史气象信息建立气象特征向量,通过计算灰色关联度寻找到合适的相似历史日。再根据自相关性分析法找出与预测时刻功率相关性最大的几个历史时刻功率,结合历史时刻的温度,辐照度,风速等光伏出力的主要天气影响因素科学合理的确定模型输入因子。最后使用小波神经网络(WNN)创建预测模型,通过相似历史日数据作为训练样本训练小波网络,而后对预测日的出力情况进行逐时刻预测。实例分析表明,该方法具有较高的预测精度,为解决光伏发电系统超短期功率预测提供了一种可行路径。     

基于NMF-SVM的光伏系统发电功率短期预测模型

根据光伏发电系统的历史发电数据和气象数据,考虑天气类型、日照强度和大气温度及风速等因素,提出一种基于非负矩阵分解(nonnegative matrix factorization,NMF)和支持向量机(support vector machine,SVM)的光伏系统发电功率短期预测模型。基于差异性和相关性原理,同时考虑相似日选择算法,通过NMF算法对由相似日组成的输入样本进行分解,得到非负的低维映射矩阵,将其作为支持向量机的输入,预测光伏系统的发电功率。该模型在消除冗余信息、减少变量维数的同时,保留了原始问题的实际意义。实例表明,该方法降维效果明显,预测精度得到显著的提高。     

基于RF-ANFIS-PSO组合超短期光伏功率预测模型

光伏发电受到光照强度、环境温度和湿度等多方因素影响与制约,具有波动性、间歇性、不确定性以及能量密度低等特征,并网后会对电网造成一定程度的冲击。因此,准确预测光伏输出功率对于维护电网安全稳定运行、电网调度合理化和降低电网运行经济成本均具有重要意义。文中采用随机森林、自适应神经模糊推理算法以及粒子群优化算法进行数据训练和模型优化,搭建了一种超短期光伏发电功率预测的组合模型。通过内蒙古地区某光伏发电站的实际输出功率与RF-ANFIS-PSO模型预测结果比对,验证了其准确性和有效性。     

基于Kalman滤波和BP神经网络的光伏超短期功率预测模型

随着光伏电站规模不断扩大,提高光伏发电功率预测精度,将对电网的稳定运行有很大帮助。然而,光伏发电最重要的影响因子辐照度受云量影响很大,随机性很强,特别当多云的时候,变化更是很快速、剧烈,这给光伏超短期功率预测带来困难。为此,本文提出一种基于Kalman滤波和反传播(back propagation,BP)神经网络的光伏超短期功率预测模型,采用地外辐射和Kalman滤波估计辐照度,温度和湿度预测值则通过持续预测法获得,再将这三者作为神经网络的输入来预测未来15min的光伏发电功率。最后,采用连续三日的实际数据验证了本文提出模型的可行性。     

基于分时长短期记忆神经网络的光伏发电超短期功率预测

准确预测光伏发电功率对电力系统运行调度至关重要。提出一种基于Spearman相关系数和分时长短期记忆网络的光伏发电功率预测方法。首先利用Spearman相关系数分析每个时刻下影响光伏发电功率的因素,选取相关度高的影响因素作为长短期记忆网络模型的输入变量;然后,对每个时刻建立一个基于长短期记忆网络的预测模型,实现分时光伏发电功率的预测。最后,利用实际光伏发电站的历史发电功率和数值天气预报数据进行案例分析。结果表明,所提方法比单一长短期记忆网络预测模型具有更高的预测精度。     

基于MEA-Elman神经网络的光伏发电功率短期预测

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。     

基于地基云图的光伏功率超短期预测模型

以地基云图采集设备提供的实时日间彩色天空状况图像为研究对象,通过数字图像处理技术对时间序列图像进行了处理和分析,运用云团提取算法和跟踪学习算法实现对云团未来运动状况的预估,结合一天中太阳在云图像上的位置计算,预测未来时刻太阳的遮挡情况,进而预测辐照度和光伏功率的变化。研究结果表明,文中所述模型具有很好的可行性和实用性,为光伏电站0~4h超短期功率精确预测提供了方法。     

基于EEMD和BP神经网络的短期光伏功率预测模型

为了实现对并网型光伏电站调度,提出了一种基于集合经验模态能分解(EEMD)与BP神经网络的短期光伏出力的组合预测模型。利用集合经验模态分解将光伏出力序列分解,得到本征模函数分量IMF和剩余分量Res,降低序列的非平稳性。采用游程检验法优化因IMF分量数量多造成的建模过程复杂的问题,针对优化后的分量分别建立相应的BP神经网络预测模型。利用该方法对额定容量为40 k W的光伏系统进行预测,并与EMD-BP神经网络和传统的BP神经网络模型进行比较分析。结果表明,所提出的方法有效地提高了预测精度。     

基于改进神经网络算法的光伏发电功率短期预测

光伏发电技术因其清洁无污染、安装便利、维护成本低和使用效率高等优势近年来获得了快速的发展,但是光伏输出功率具有明显的随机性和不确定性,当其大规模接入电网后其波动特性表现的更为突出,给电网带来巨大冲击的同时降低了电网运行的可靠性,增添了电网调度运行管理的成本与难度。针对此问题本文提出一种基于粒子群算法和神经网络算法的组合预测方法对光伏发电功率进行短期预测,对传统神经网络功率预测算法寻优性能欠佳的问题进行改善,利用粒子群算法对输入样本进行合理优化,同时利用变步长的动量梯度法对神经学习因子进行不断修正,形成一种组合的功率预测方法用于光伏功率预测。仿真结果表明本文预测模型在日类型天气为晴朗天气时的预测结果最好,精度提升相比传统方法来说13%左右。     

基于混沌CSO-WNN-RBF的光伏功率超短期组合预测

针对现有的光伏功率超短期预测方法难以得到所需复杂的气象数据,且光伏时间序列具有混沌特性,将小波去噪后的光伏电站的历史功率数据利用C-C法挖掘数据自身所包含的各影响因子.利用鸡群算法(CSO)对小波神经网络(WNN)的初值进行寻优,来提升WNN的预测性能.由于径向基函数(RBF)神经网络预测模型处理非线性输入输出关系具有...     

基于数字孪生的光伏发电功率超短期预测

光伏发电功率超短期预测对减小光伏并网对电网冲击及维持电网安全运行具有重要意义。提出一种基于数字孪生的光伏发电功率超短期预测机制,通过构建数字孪生体进行实时、高精度的光伏功率预测。首先根据GA-BP神经网络(geneticalgorithm-backpropagationneuralnetwork)构建光伏发电功率预测虚拟模型,并通过多维度的传感器采集光伏电池以及周围环境的各项孪生数据,同时更新历史数据库。然后以采集到的孪生数据为基础进行功率预测并得到初步预测结果。最后通过相似气象搜索,得到相似情况下的实际功率值和当时的预测功率,进而修正初步预测结果,得到最终预测功率。仿真算例结果表明,所提方法能有效提高光伏发电输出功率超短期预测精度。     

基于BP-ANN的光伏发电功率超短期预测方法

针对光伏发电的间歇性和波动性问题,采用基于BP-ANN建立光伏发电系统输出功率超短期预测模型,利用输出功率的历史值、过往及预测日气象信息,对输出功率进行预测,并提出适用的预测流程及预测误差评估方法。实际应用以及与实时监测数据对比,表明该方法方法误差较小,合格率较高,能够满足应用的要求。