基于改进相似日和ABC-SVM的光伏电站功率预测

为提高光伏电站输出功率预测的精度,以满足电网调度的高精度要求,提出基于改进相似日和人工蜂群算法优化支持向量机的光伏电站功率预测方法。运用熵权法计算得到各气象因素对光伏出力的影响权重,通过计算历史日与待测日气象因数的加权欧氏距离和加权关联度确定相似日,选取相似日光伏输出功率历史数据、温度和湿度以及待测日温度、湿度作为支持向量机的输入变量,采用k-折交叉验证和人工蜂群算法相结合的方法优化核函数参数和惩罚因子,最终输出光伏电站各时段发电功率的预测值。实验结果表明该方法可有效提高光伏电站功率预测模型的泛化能力和学习能力,具有较高的预测精度。     

基于最优权系数的风电功率组合预测方法

摘要： 风电功率的短期预测对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。提出了一种基于最优权系数的风电功率短期预测组合方法,该方法将ARIMA时间序列、BP神经网络、RBF神经网络和支持向量回归机这4种单一预测模型进行综合,并根据预测误差信息矩阵,以误差平方和最小为原则得到组合预测模型中的最优权系数,以此构成组合预测模型,该模型能够有效地综合各单一预测模型的优势,降低预测风险。仿真实例表明：所提组合预测模型预测精度高,能够方便快速地确定最优权重系数值,降低预测误差。     

基于GRA-BPNN时变权重的光伏短期出力组合预测

针对并网情况下光伏出力预测精度低和稳定性差问题,提出了一种基于灰色关联分析(GRA)结合BP神经网络(GRA-BPNN)的变权重系数组合预测模型。首先,利用3种单一预测模型对光伏出力分别进行预测,然后,利用GRA-BPNN模型对3个单一模型不同时刻的权重系数进行预测,最后,根据权重系数计算出预测结果。文章利用武汉某并网光伏电站的实测数据对GRA-BPNN变权重组合预测模型预测结果的准确性进行检验。分析结果表明:GRA-BPNN变权重组合预测模型的相对均方根误差和相对平均误差均低于单一模型和等权重组合模型;根据各预测模型的残差直方图可知,GRA-BPNN变权重组合预测模型预测结果中出现较大残差的概率很小,有效地解决了单一模型预测结果不稳定的问题。     

基于遗传算法优化神经网络的光伏电站短期功率预测

针对现有光伏发电预测的不足,基于遗传算法(GA)和神经网络(BP)算法构建光伏电站功率预测模型,并使用组合权重法遴选相似日对模型进行修正。采用新疆某光伏电站运行实例验证模型的有效性,并对比BP-GA模型与单一BP模型的预测误差。结果表明,BP-GA模型克服了传统单一BP模型的不足,具有较高的预测精度,可为光伏发电预测工程实践提供参考。     

基于灰色关联和协整理论的风功率组合预测研究

基于灰色关联和协整性理论,研究风电功率模型筛选与组合预测问题。分析6种单项预测方法与实际功率序列的灰关联度,并进行协整性检验,剔除冗余方法。算例分析结果表明,进行单项模型筛选能进一步提高组合预测模型的精度。然后,提出基于小世界优化的变权组合预测模型,并利用该模型对筛选后的方法进行组合预测。通过一个实例将小世界优化的变权组合预测模型与等权重平均组合预测法及协方差变权组合预测法进行仿真对比,该模型具有较高的预测精度和工作效率,可验证其在实际应用中的有效性和实用性。     

基于PSOEM和神经网络的光伏电站功率预测

分析光伏发电输出功率预测的影响因素,确定了基于BP神经网络的功率预测模型,针对BP神经网络本身易陷入局部极值、收敛速度慢等问题,采用粒子群优化算法（PSO）和带扩展记忆粒子群优化算法（PSOEM）这2种群智能算法来优化BP神经网络的初始值和阈值,分别建立了基于PSO-BP神经网络和基于PSOEM-BP神经网络的光伏电站输出功率预测模型。根据某光伏电站2月1日—6月30日的光伏发电历史数据,利用所提3种模型对光伏发电系统进行了功率预测。误差对比结果表明,基于PSOEM-BP神经网络的功率预测精度明显高于基于PSO-BP神经网络的功率预测精度,故采用PSOEM优化后BP神经网络模型进行光伏功率预测,具有一定的理论和实用价值。     

基于马氏距离相似度量的光伏功率超短期预测方法的研究

提高光伏功率超短期预测精度可有效减小光伏发电并网对电力系统稳定性的影响。文章提出了一种基于马氏距离相似度量的光伏功率超短期预测方法。首先,文章采用Elkan K-means聚类分析方法对天气类型进行划分,并通过计算各气象因素与光伏电站输出功率间的灰色关联度,选出不同天气类型下影响光伏功率的主要气象因素;然后,根据样本日和预测日间主要气象因素的马氏距离选择若干个相似日,并将相似日的光伏功率作为预测模型的训练集,对预测日的光伏功率进行超短期预测。模拟结果表明:基于马氏距离相似度量得到的相似日光伏功率和预测日的相似度较高;将基于马氏距离相似度量得到的相似日光伏功率作为预测模型的训练集,可以提高光伏功率超短期预测精度,为光伏功率预测领域提供了有效的方法。     

计及相似日的LSTM光伏出力预测模型研究

为了提高光伏电站输出功率的预测精度，该文构建基于灰色关联度分析法（GRA）和长短期记忆神经网络（LSTM）的光伏发电组合预测模型。在运用GRA方法确定影响光伏出力的主要气象因素和选定待预测日的相似日的基础上，利用相似日的气象参数和实际发电量分别训练BP神经网络和LSTM神经网络，构建基于GRA的光伏出力智能预测模型，并在云南某光伏电站得到很好的应用。对比传统的单一预测模型和BP神经网络与GRA的组合模型，考虑相似日的LSTM预测模型的精度明显提升，可很好地满足相关要求，具有广阔的应用前景。     

神经网络短期光伏发电预测的应用研究进展

准确的太阳能发电功率短期预测是保证电力调度和大规模光伏并网的关键。该文对近年来光伏发电功率短期预测研究进展进行综述,并对影响光伏发电功率的各种气象因素进行相关性分析。针对用于光伏发电短期功率预测的人工神经网络模型和深度学习模型进行总结和评述。太阳辐照度是影响预测模型精度的主要气象参数。在光伏发电功率短期预测中,神经网络及其组合模型均表现出较好的预测精度,但组合模型整体上优于单一预测模型。     

基于小世界优化的风电功率变权组合预测模型

提出一种新型的基于小世界优化的支持向量机与灰色预测变权组合风电功率预测模型。该模型发挥小世界优化算法避免陷入局部极小、快速收敛等优势,对组合权重系数进行移动样本自适应变权求解,同时,支持向量机采用实数编码小世界算法(R-SWOA)进行回归估计,构成支持向量机改进算法(RSWO-SVM)。利用江苏某风场数据对风电机组输出功率的超短期实时滚动功率预测进行研究,分别预测未来10 min、30 min和1 h的功率值。预测结果表明,无论哪个时间尺度,该文变权组合模型的预测精度均明显高于各单项、等权平均和最小方差固定权系数组合预测方法,预测误差大幅降低。     

基于熵权时序模型的超短期风电功率预测

针对风电具有较强的随机性和波动性,传统的单一预测方法难以准确描述其规律且预测精度较低的问题,提出风速熵和功率熵的概念,在时间序列法的基础上分别采用基于风速和基于功率的预测方法,并根据风速熵和功率熵的计算结果动态设置预测点的权值,建立风电功率的熵权时序模型。算例分析结果表明,所提方法能有效提取风速及功率历史数据中的有用信息,提高超短期风电功率预测精度,预测结果的准确率和合格率均优于神经网络法、时间序列法和基于风速法。     

基于气候相似性与SSA-CNN-LSTM的光伏功率组合预测

针对高分辨率气象数据匮乏影响光伏功率预测准确性的问题，提出一种融合气候相似性与奇异谱分析（SSA）、卷积神经网络（CNN）和长短期记忆网络（LSTM）的高分辨率光伏功率组合预测模型。运用SSA分解光伏序列为不同子序列，建立CNN-LSTM日前预测模型以捕捉光伏出力的连续性特征；利用气候相似性通过低分辨率气象数据选取相似日实现高分辨率光伏出力预测；通过灰色关联分析动态组合权重得到最终预测结果。仿真结果表明，该组合预测模型可有效提高日前高分辨率光伏功率预测的准确性，具有较高的预测精度。     

光伏发电系统功率预测方法研究综述

光伏发电大规模并网给电网的稳定运行带来巨大挑战,提高光伏发电功率预测水平对光伏能源并网安全具有重要意义。光伏发电系统功率输出具有明显的非线性、间接波动性和不确定性特点,须采用数学模型结合多尺度预测方法实现较高预测精度。针对多元线性回归算法、马尔科夫链预测、神经网络算法、支持向量机和组合预测等光伏系统输出功率的直接预测方法,及基于光伏电站精确建模的光伏系统输出功率的间接预测法,从基本思想、技术路线、适用条件和应用效果的角度进行分析与总结。当前功率预测方法主要有基于统计学的某种学习方法和组合预测方法,数据处理加工是关键因素。预测数据可用性的评估标准和预测方法的工程应用是未来研究工作的重点。     

基于波动特性挖掘的短期光伏功率预测

综合考虑光伏功率受气象因素影响所呈现出的规律性和波动性,对光伏功率波动类型进行划分与聚类识别提出一种基于波动特性挖掘的短期光伏功率预测方法,。在此基础上,利用数值天气预报和基于互信息熵的相关性分析法提取各类功率波动对应的天气波动特征及其强相关气象因子,建立基于波动特性挖掘的长短期记忆网络组合预测模型,挖掘天气波动与光伏功率波动之间的潜在映射规律。最后,识别出待测日天气波动类型与预测模型之间的匹配关系,利用组合预测模型实现光伏功率预测。通过对中国西北地区某光伏电站的预测分析,验证了所提预测方法的有效性。     

基于TOPSIS-GRNN的机理-数据混合驱动光伏电站功率预测

针对传统光伏功率预测精度比较低的问题,文章提出了基于TOPSIS-GRNN的机理-数据混合驱动光伏电站功率预测模型。首先,对多个气象指标和光伏电站的输出功率进行了相关性分析,并选取了相关度较高的气象数据作为模型的输入因子,利用TOPSIS算法选择出最优相似日;然后,将光伏电站输出功率理论值和气象数据建立GRNN预测模型;最后,结合DKASC网站上的历史气象数据和功率数据,对该模型进行了仿真试验并验证。试验结果得出功率预测精度RMSE平均值为0.826 9 kW,MAPE平均值为3.45%,MAE平均值为0.019 5 kW。该预测方法的预测精度明显高于单一预测模型,具有一定的理论和实用价值。     

基于Kmeans和CEEMD-PE-LSTM的短期光伏发电功率预测

针对光伏发电功率时间序列随机性和波动性强的特点,提出一种基于Kmeans和完备总体经验模态分解(CEEMD)、排列熵(PE)、长短期记忆(LSTM)神经网络结合的短期光伏功率预测模型。先通过Kmeans算法选出预测日的相似日;然后采用CEEMD将发电功率和影响因素数据的原始序列分解为多个固有模态分量,并用排列熵算法对模态分量进行重构;最后对重构后的子序列分别进行LSTM建模预测,再将子序列预测结果叠加起来确定光伏发电功率预测值。试验结果表明,所提预测模型与单独的LSTM预测模型和EMD-PE-LSTM预测模型相比,功率预测精度明显提高,为电网调度提供了一定参考。     

基于EMD-LSSVM的光伏发电系统功率预测方法研究

考虑到光伏发电系统输出功率特性,提出一种将经验分解法(EMD)与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合的方法对光伏发电系统功率进行预测。首先将历史数据按天气类型分类,利用欧氏距离挑选出待预测日的相似日数据;然后运用EMD将原始光伏发电系统功率序列分解为不同频率的相对平稳的IMF分量,将信号中存在的不同尺度波动或趋势逐级分解出来;最后对各IMF的每一时刻分别建立LSSVM预测模型,将各分量对应时刻的预测值等权值求和得到该时刻最终的光伏发电量。仿真预测结果表明,该方法与单一的LSSVM预测法及小波分解与LSSVM相结合预测法相比,预测精度得到大幅度的提高。     

基于机组分类的风电场有功功率分配方法研究

针对单一风速预测方法预测精度不高,以及按风速比例进行风电场机组功率分配时,跟踪功率调度指令误差较大的问题,提出一种组合风速预测方法,并基于机组预测风速、当前风速及输出功率的机组分类,提出一种风电场有功功率分配方法。采用模糊C均值分类方法对机组进行分类,根据分类结果确定功率调节优先级,将功率指令分配到不同类机组,再按某一类各机组输出功率的比例分配至每台机组,实现整个风电场有功功率分配。以某风电场实际风速数据进行风速预测和有功功率分配仿真研究,仿真结果表明,该文提出的组合风速预测方法和风电场有功功率分配方法具有风速预测精度高、风电场输出功率跟踪精度高,参与有功功率调节的机组数目少的优点。     

基于组合预测方法的风电场短期风速预测

基于持续法、人工神经网络法(ANN)和支持向量机(SVM)3种不同预测模型对内蒙古某风电场短期风速进行了预测研究,比较了不同单一预测模型的预测精度,并进行了4种不同预测模型的组合预测。计算结果表明,单一预测模型中支持向量机方法精度最高,而组合预测中3种方法组合的预测精度最高,并且组合预测精度均高于单一预测方法的精度。同时发现,当单一模型预测误差之间存在较强的负相关关系时,组合预测精度提高明显;而当单一模型预测误差之间存在较强的正相关关系时,则组合预测精度改进有限。     

基于预估-校正综合BP神经网络的短期光伏功率预测

针对现有光伏功率预测结果精度低、无法反映功率变动范围等问题,提出考虑不确定性的短期光伏功率综合预测方法。建立基于预估-校正综合BP神经网络的光伏功率点预测模型和考虑不确定性的光伏功率区间预测模型。结合某光伏电站历史数据对所提方法的正确性和有效性进行验证,算例分析表明,基于预估-校正综合BP神经网络的光伏功率点预测模型有效提高了光伏功率预测的精准度,考虑不确定性的光伏功率区间预测模型准确反映了光伏功率的变化趋势和范围。