【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及分布式光伏功率預(yù)測(cè)，具體涉及一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、分布式光伏功率的預(yù)測(cè)一般采用以歷史數(shù)值天氣預(yù)報(bào)(nwp)的輻照度、溫度、風(fēng)速等作為輸入數(shù)據(jù)，以歷史發(fā)電功率為目標(biāo)數(shù)據(jù)，利用arima等回歸方法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等人工智能方法建立氣象參數(shù)與實(shí)發(fā)功率之間潛在的映射關(guān)系，而后將未來(lái)的nwp數(shù)據(jù)輸入所構(gòu)建的統(tǒng)計(jì)模型中，得到光伏功率的預(yù)測(cè)結(jié)果。
2、然而受限于輻照度等自然因素，光伏功率呈現(xiàn)出晝夜差異以及波動(dòng)特征，規(guī)律性太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)與波動(dòng)性大氣狀態(tài)相互作用將導(dǎo)致太陽(yáng)輻照度變化復(fù)雜，使得小時(shí)級(jí)別的特征難以捕捉，同時(shí)云團(tuán)的生消運(yùn)動(dòng)也會(huì)造成地表輻照度快速劇烈變化，因此多云天氣下光伏出力多呈現(xiàn)出無(wú)慣性突變。這導(dǎo)致歷史氣象數(shù)據(jù)往往不能滿足預(yù)測(cè)精度的要求，從而影響到光伏短期功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服上述缺陷，本專利技術(shù)提出了一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法及裝置。
2、第一方面，提供一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法，所述計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法包括：
3、對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，得到分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的云圖圖像；
4、將所述云圖圖像作為預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，得到所述預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的云遮擋特征；
5、將分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的氣象因素?cái)?shù)據(jù)和所述云遮擋特征作為預(yù)先訓(xùn)練的ls
6、優(yōu)選的，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，包括：
7、對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的初步云圖圖像；
8、對(duì)所述初步云圖圖像去底化處理，得到分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的云圖圖像。
9、進(jìn)一步的，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括：
10、移除分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值的日內(nèi)差異性；
11、對(duì)移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值進(jìn)行歸一化處理。
12、進(jìn)一步的，所述移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值如下：
13、
14、上式中，為移除日內(nèi)差異性后第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素值，為第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素強(qiáng)度，α為太陽(yáng)高度角，a為實(shí)驗(yàn)系數(shù)，k為太陽(yáng)常數(shù)，ρ為反照率，i為像素在衛(wèi)星云圖中的橫向坐標(biāo)，j為像素在衛(wèi)星云圖中的縱向坐標(biāo)，其中，所述第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素強(qiáng)度為
15、進(jìn)一步的，對(duì)移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值進(jìn)行歸一化處理后第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素值如下：
16、
17、上式中，為移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值的最小值，為移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值的最大值。
18、進(jìn)一步的，所述對(duì)所述初步云圖圖像去底化處理，包括：
19、獲取分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總云圖像素矩陣和地面反照率圖像的圖像像素矩陣；
20、將分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總云圖像素矩陣與地面反照率圖像的圖像像素矩陣的差作為分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的云圖圖像。
21、進(jìn)一步的，所述總云圖像素矩陣如下：
22、
23、上式中，n為矩陣維度，i，j∈[1,n]。
24、進(jìn)一步的，所述地面反照率圖像的圖像像素矩陣如下：
25、
26、上式中，為移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值進(jìn)行歸一化處理后第v個(gè)云圖集中各衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素值最小值。
27、進(jìn)一步的，所述預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型如下：
28、
29、上式中，yt為t時(shí)刻云遮擋特征，tanh為雙曲正切激活函數(shù)，rt為t時(shí)刻重置門(mén)輸出，u為第一訓(xùn)練參數(shù)矩陣，yt-1為t-1時(shí)刻云遮擋特征，w為第二訓(xùn)練參數(shù)矩陣，為t時(shí)刻分布式光伏所屬區(qū)域的云圖圖像。
30、優(yōu)選的，所述預(yù)先訓(xùn)練的lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程包括：
31、利用分布式光伏所屬區(qū)域在歷史時(shí)刻的氣象因素?cái)?shù)據(jù)、云遮擋特征和功率數(shù)據(jù)構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)；
32、利用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)初始lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到所述預(yù)先訓(xùn)練的lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
33、第二方面，提供一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)裝置，所述計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)裝置包括：
34、初始化模塊，用于對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，得到分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的云圖圖像；
35、第一分析模塊，用于將所述云圖圖像作為預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，得到所述預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的云遮擋特征；
36、第二分析模塊，用于將分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的氣象因素?cái)?shù)據(jù)和所述云遮擋特征作為預(yù)先訓(xùn)練的lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，得到所述預(yù)先訓(xùn)練的lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的分布式光伏在預(yù)測(cè)時(shí)刻的功率數(shù)據(jù)。
37、優(yōu)選的，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，包括：
38、對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的初步云圖圖像；
39、對(duì)所述初步云圖圖像去底化處理，得到分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的云圖圖像。
40、進(jìn)一步的，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括：
41、移除分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值的日內(nèi)差異性；
42、對(duì)移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值進(jìn)行歸一化處理。
43、進(jìn)一步的，所述移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值如下：
44、
45、上式中，為移除日內(nèi)差異性后第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素值，為第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素強(qiáng)度，α為太陽(yáng)高度角，a為實(shí)驗(yàn)系數(shù)，k為太陽(yáng)常數(shù)，ρ為反照率，i為像素在衛(wèi)星云圖中的橫向坐標(biāo)，j為像素在衛(wèi)星云圖中的縱向坐標(biāo)，其中，所述第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素強(qiáng)度為
46、進(jìn)一步的，對(duì)移除日內(nèi)差異性后分本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括：
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值如下：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對(duì)移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值進(jìn)行歸一化處理后第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素值如下：
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述初步云圖圖像去底化處理，包括：
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述總云圖像素矩陣如下：
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述地面反照率圖像的圖像像素矩陣如下：
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先訓(xùn)練的LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程包括：
11.一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括：
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，包括：
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括：
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值如下：
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，對(duì)移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值進(jìn)行歸一化處理后第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素值如下：
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述對(duì)所述初步云圖圖像去底化處理，包括：
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述總云圖像素矩陣如下：
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述地面反照率圖像的圖像像素矩陣如下：
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型如下：
20.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)先訓(xùn)練的LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程包括：
21.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；
22.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括：
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值如下：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對(duì)移除日內(nèi)差異性后分布式光伏所屬區(qū)域在預(yù)測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)的像素值進(jìn)行歸一化處理后第v個(gè)云圖集中第w個(gè)衛(wèi)星云圖在位置(i，j)處的像素值如下：
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述初步云圖圖像去底化處理，包括：
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述總云圖像素矩陣如下：
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述地面反照率圖像的圖像像素矩陣如下：
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先構(gòu)建的門(mén)控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型如下：
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先訓(xùn)練的lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程包括：
11.一種計(jì)及衛(wèi)星云圖的分布式光伏功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括：
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：惠慧，李蕊，王銘，趙邈，周恒逸，朱吉然，唐海國(guó)，周芊帆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。