本發(fā)明專利技術(shù)屬于風(fēng)功率預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，包括步驟1：建立EEMD模型，思想是加入多組具有一定信噪比的白噪聲到原始序列之中，并按照EEMD分解法分解，最后將多次分解后的本征模函數(shù)的均值作為最終的IMF；步驟2：風(fēng)電輸出功率時(shí)間序列的分解，風(fēng)電出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性導(dǎo)致原始風(fēng)電序列不平穩(wěn)；通過(guò)EEMD方法分解原始序列，可獲得平穩(wěn)分量；步驟3：風(fēng)電輸出功率時(shí)間序列的重構(gòu)；步驟4：風(fēng)電輸出功率ARCH預(yù)測(cè)模型的建立，其結(jié)構(gòu)合理，在使用的過(guò)程中具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高的特點(diǎn)，超短期預(yù)測(cè)時(shí)，不僅可以降低預(yù)測(cè)復(fù)雜度還明顯減小了預(yù)測(cè)誤差，具有較高的預(yù)測(cè)精度。具有較高的預(yù)測(cè)精度。具有較高的預(yù)測(cè)精度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法
[0001]本專利技術(shù)涉及風(fēng)功率預(yù)測(cè)
，具體為一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
[0002]隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日臻成熟，風(fēng)電單機(jī)容量和并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，風(fēng)電占電力系統(tǒng)發(fā)電總量的比例也逐年增加。風(fēng)電場(chǎng)穿透功率不斷加大，給電力系統(tǒng)帶來(lái)的一系列問題日益突出，嚴(yán)重威肋、電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行。對(duì)風(fēng)電功率進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，可以顯著增強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和可控性。
[0003]極限學(xué)習(xí)機(jī)(Extreme Learning Machine，ELM)用來(lái)訓(xùn)練單隱藏層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SLFN)與傳統(tǒng)的SLFN訓(xùn)練算法不同，該算法隨機(jī)產(chǎn)生輸入層權(quán)重及隱含層偏置，且在訓(xùn)練過(guò)中無(wú)需調(diào)整，只需要設(shè)置隱含層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)便可以獲得唯一的最優(yōu)解。但是由于梯度下降法需要多次迭代，從而達(dá)到修正權(quán)值和閾值的目的，因此訓(xùn)練過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，同時(shí)容易陷入局部極小值。為此需要一種更高效的優(yōu)化算法來(lái)提高極限學(xué)習(xí)機(jī)的預(yù)測(cè)精度。
[0004]基于上述問題，我們提出一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]本部分的目的在于概述本專利技術(shù)的實(shí)施方式的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施方式。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書摘要和專利技術(shù)名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書摘要和專利技術(shù)名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本專利技術(shù)的范圍。
[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本專利技術(shù)。
[0007]因此，本專利技術(shù)的目的是提供一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，在使用的過(guò)程中具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高的特點(diǎn)，超短期預(yù)測(cè)時(shí)，不僅可以降低預(yù)測(cè)復(fù)雜度還明顯減小了預(yù)測(cè)誤差，具有較高的預(yù)測(cè)精度。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：
[0009]一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，其包括如下步驟：
[0010]步驟1：建立EEMD模型，思想是加入多組具有一定信噪比的白噪聲到原始序列之中，并按照EEMD分解法分解，最后將多次分解后的本征模函數(shù)的均值作為最終的IMF；
[0011]步驟2：風(fēng)電輸出功率時(shí)間序列的分解，風(fēng)電出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性導(dǎo)致原始風(fēng)電序列不平穩(wěn)；通過(guò)EEMD方法分解原始序列，可獲得平穩(wěn)分量；
[0012]步驟3：風(fēng)電輸出功率時(shí)間序列的重構(gòu)，為避免EEMD生成的IMF分量過(guò)多，會(huì)增加建模難度，需要對(duì)風(fēng)電序列分量重構(gòu)；
[0013]步驟4：風(fēng)電輸出功率ARCH預(yù)測(cè)模型的建立，建立ARCH模型的前提是序列必須平穩(wěn)，經(jīng)過(guò)分解重構(gòu)后的風(fēng)電高頻序列、中頻序列具有平穩(wěn)性，因風(fēng)電高頻序列是EEMD分解后
的殘余分量，不具有平穩(wěn)性，需進(jìn)行差分處理，保證序列平穩(wěn)后，分別對(duì)風(fēng)電各頻分量建模。
[0014]作為本專利技術(shù)所述的一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述步驟1中EEMD分解法包括：
[0015](1)將一組白噪聲序列加入原始序列；
[0016](2)將該序列按傳統(tǒng)EMDI0I分解法分解成多個(gè)IMF分量；
[0017](3)重復(fù)(1)、(2)，將分解后的IMF取平均即為最終結(jié)果。
[0018]作為本專利技術(shù)所述的一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述步驟2中具體流程為：
[0019](1)在原始風(fēng)電出力序列上加入一組隨機(jī)白噪聲，獲得新的風(fēng)電出力序列；
[0020](2)對(duì)新的風(fēng)電出力序列進(jìn)行EMD分解，獲得一組IMF分量和一個(gè)剩余分量；
[0021](3)加入N組白噪聲，進(jìn)行N次EMD分解，分別計(jì)算所有IMF分量的均值和剩余分量的均值。
[0022]作為本專利技術(shù)所述的一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述步驟3的具體流程為：
[0023](1)計(jì)算IMF分量的游程數(shù)和最大游程長(zhǎng)度；
[0024](2)綜合考慮序列分量的游程數(shù)和最大游程長(zhǎng)度，當(dāng)游程數(shù)變化率和最大游程長(zhǎng)度變化率同時(shí)較大時(shí)，取該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的游程數(shù)為閥值；
[0025](3)游程數(shù)大于閥值的分量為高頻分量，小于閥值的分量為中頻分量，剩余分量為低頻分量；
[0026](4)分別疊加各頻分量，獲得風(fēng)電序列的重構(gòu)序列。
[0027]作為本專利技術(shù)所述的一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述步驟4的具體流程為：
[0028](1)采用ARMA模型建立均值方程；
[0029](2)對(duì)均值方程的殘差進(jìn)行拉格朗日乘子檢驗(yàn)，判斷序列是否存在自回歸條件異方差，對(duì)通過(guò)檢驗(yàn)的方程建立條件方程方程：
[0030](3)對(duì)條件方差方程建模，采用赤池信息準(zhǔn)則確定模型階數(shù)，并采用極大似然估計(jì)或最小二乘估計(jì)擬合模型參數(shù)：
[0031](4)利用建立的ARCH模型對(duì)未來(lái)4小時(shí)的風(fēng)電出力各頻分量進(jìn)行預(yù)測(cè)：
[0032](5)疊加各頻分量的預(yù)測(cè)值，即為風(fēng)電出力的預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)提出的預(yù)測(cè)方法結(jié)合了EEMD和ARCH組合模型的特點(diǎn)，游程判定法將EEMD分解后的分量進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)后的分量能更好的反應(yīng)原始數(shù)據(jù)的信息特征，且減少了計(jì)算規(guī)模；風(fēng)電功率的波動(dòng)往往具有一定的“集群”現(xiàn)象，ARCH模型能很好的擬合這種波動(dòng)情況。ARCH模型能更好的表征風(fēng)電波動(dòng)特性，具有更好的預(yù)測(cè)效果。
附圖說(shuō)明
[0034]為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖和詳細(xì)實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得
其它的附圖。其中：
[0035]圖1為本專利技術(shù)步驟流程結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0036]為使本專利技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0037]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本專利技術(shù)，但是本專利技術(shù)還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本專利技術(shù)內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術(shù)不受下面公開的具體實(shí)施方式的限制。
[0038]其次，本專利技術(shù)結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本專利技術(shù)實(shí)施方式時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0039]為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0040]本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，在使用的過(guò)程中具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟1：建立EEMD模型，思想是加入多組具有一定信噪比的白噪聲到原始序列之中，并按照EEMD分解法分解，最后將多次分解后的本征模函數(shù)的均值作為最終的IMF；步驟2：風(fēng)電輸出功率時(shí)間序列的分解，風(fēng)電出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性導(dǎo)致原始風(fēng)電序列不平穩(wěn)；通過(guò)EEMD方法分解原始序列，可獲得平穩(wěn)分量；步驟3：風(fēng)電輸出功率時(shí)間序列的重構(gòu)，為避免EEMD生成的IMF分量過(guò)多，會(huì)增加建模難度，需要對(duì)風(fēng)電序列分量重構(gòu)；步驟4：風(fēng)電輸出功率ARCH預(yù)測(cè)模型的建立，建立ARCH模型的前提是序列必須平穩(wěn)，經(jīng)過(guò)分解重構(gòu)后的風(fēng)電高頻序列、中頻序列具有平穩(wěn)性，因風(fēng)電高頻序列是EEMD分解后的殘余分量，不具有平穩(wěn)性，需進(jìn)行差分處理，保證序列平穩(wěn)后，分別對(duì)風(fēng)電各頻分量建模。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟1中EEMD分解法包括：(1)將一組白噪聲序列加入原始序列；(2)將該序列按傳統(tǒng)EMDI0I分解法分解成多個(gè)IMF分量；(3)重復(fù)(1)、(2)，將分解后的IMF取平均即為最終結(jié)果。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮時(shí)空條件和二次優(yōu)化的超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟2中具體流程為：(1)在原...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董紅星，賈成鵬，李敏，高振罡，趙元軍，何瑞峰，唐正坤，柳旭，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華電寧夏能源有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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