【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于發(fā)電量預(yù)測(cè)，具體涉及一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、區(qū)域水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，是在掌握區(qū)域降水氣候、客觀水文規(guī)律、用電負(fù)荷特性和電站運(yùn)行調(diào)度特性的基礎(chǔ)上，給出該區(qū)域未來(lái)1個(gè)月、3個(gè)月的水電發(fā)電量預(yù)測(cè)，對(duì)于協(xié)調(diào)水庫(kù)防洪/蓄水/發(fā)電之間的矛盾、減小棄水窩電、統(tǒng)籌平衡煤電等電源的發(fā)電量、支撐流域梯級(jí)汛限水位動(dòng)態(tài)調(diào)整、保證能源供應(yīng)安全穩(wěn)定具有重要的支撐作用。
2、現(xiàn)有的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，將區(qū)域內(nèi)所有類(lèi)型水電站作為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)水電發(fā)電量預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)粒度較粗，導(dǎo)致區(qū)域水電發(fā)電量預(yù)測(cè)精度較低，已無(wú)法滿(mǎn)足人們的使用需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，可有效解決上述問(wèn)題。
2、本專(zhuān)利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、本專(zhuān)利技術(shù)提供一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：
4、步驟s1，將研究區(qū)域的電站劃分為三種類(lèi)型，分別為聚合小水電站、大型水電站和抽水蓄能電站；收集研究區(qū)域最近t-1個(gè)月的發(fā)電相關(guān)歷史基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；所述發(fā)電相關(guān)歷史基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)間尺度均為月尺度；
5、步驟s2，建立大型水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)模型；采用所述大型水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)模型，對(duì)待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月的大型水電站發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到第t個(gè)月的大型水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)值e0(t)；
6、步驟s2.1，采用水量平衡模型建立
7、步驟s2.2，綜合降水、氣溫、入庫(kù)流量和水庫(kù)庫(kù)容定義相似度指標(biāo)s；分別計(jì)算最近t-1個(gè)月中的每個(gè)月，與待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月之間的相似度指標(biāo)，篩選得到相似度指標(biāo)最高的m個(gè)月，作為待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月的相似月，由此得到m個(gè)相似月；
8、步驟s2.3，基于m個(gè)相似月的出庫(kù)流量和發(fā)電引水流量，迭代水量平衡公式，預(yù)測(cè)得到第t個(gè)月的發(fā)電引水流量qgen(t)和第t個(gè)月的水庫(kù)庫(kù)容v(t)；
9、步驟s2.4，根據(jù)預(yù)測(cè)得到的第t個(gè)月的水庫(kù)庫(kù)容v(t)，得到第t個(gè)月的水頭h(t)；
10、步驟s2.5，采用下式，得到第t個(gè)月的大型水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)值e0(t)：
11、e0(t)＝η·ρ·g·qgen(t)·h(t)·δt
12、其中：η為水輪機(jī)效率，ρ為水的密度，g為重力加速度，δt為第t個(gè)月的天數(shù)乘以3600秒；
13、步驟s3，建立抽水蓄能電站發(fā)電量預(yù)測(cè)模型；采用所述抽水蓄能電站發(fā)電量預(yù)測(cè)模型，對(duì)待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月的抽水蓄能電站發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到第t個(gè)月的抽水蓄能電站發(fā)電量預(yù)測(cè)值e1(t)；
14、步驟s4，建立聚合小水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)模型；采用所述聚合小水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)模型，對(duì)待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月的聚合小水電站發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到第t個(gè)月的聚合小水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)值e2(t)；
15、步驟s5，采用公式(1)，合并第t個(gè)月的大型水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)值e0(t)、第t個(gè)月的抽水蓄能電站發(fā)電量預(yù)測(cè)值e1(t)和第t個(gè)月的聚合小水電站發(fā)電量預(yù)測(cè)值e2(t)，得到第t個(gè)月的總發(fā)電量預(yù)測(cè)值e(t)：
16、e(t)＝e0(t)+e1(t)+e2(t)?(1)
17、由此實(shí)現(xiàn)第t個(gè)月區(qū)域內(nèi)水電發(fā)電量預(yù)測(cè)。
18、優(yōu)選的，步驟s2.1具體為：
19、步驟s2.1.1，選擇月水量平衡模型，使用nash效率系數(shù)為目標(biāo)函數(shù)，采用歷史觀測(cè)月尺度數(shù)據(jù)對(duì)月水量平衡模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，使用sceua算法進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)，得到訓(xùn)練好的月水量平衡模型；其中，所述歷史觀測(cè)月尺度數(shù)據(jù)包括降水量和蒸散發(fā)數(shù)據(jù)；
20、步驟s2.1.2，選擇wrf模型作為氣象數(shù)值預(yù)報(bào)模型；采用氣象數(shù)值預(yù)報(bào)模型對(duì)第t個(gè)月的降水量和蒸散發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到第t個(gè)月的降水量和蒸散發(fā)數(shù)據(jù)；
21、將第t個(gè)月的降水量和蒸散發(fā)數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練好的月水量平衡模型，訓(xùn)練好的月水量平衡模型輸出預(yù)測(cè)到的第t個(gè)月的入庫(kù)流量qin(t)。
22、優(yōu)選的，步驟s2.2中，最近t-1個(gè)月中的每個(gè)月，與待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月之間的相似度指標(biāo)，采用以下方法計(jì)算：
23、最近t-1個(gè)月，按時(shí)間順序分別稱(chēng)為第1個(gè)月,第2個(gè)月,…,第t-1個(gè)月；對(duì)于第j個(gè)月，j＝1,2,...,t-1，采用公式(2)和公式(3)，得到第j個(gè)月和待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月之間的相似度指標(biāo)sj：
24、
25、
26、其中：xi,j為第j個(gè)月的第i個(gè)指標(biāo)的數(shù)值；xi(t)為氣象數(shù)值預(yù)報(bào)模型預(yù)測(cè)的第t個(gè)月的第i個(gè)指標(biāo)的數(shù)值；ri,j為第j個(gè)月的第i個(gè)指標(biāo)和第t個(gè)月的相似度；ωi為第i個(gè)指標(biāo)的相似度指標(biāo)權(quán)重；其中，i＝1,2,3,4，分別代表降水指標(biāo)、氣溫指標(biāo)、入庫(kù)流量指標(biāo)和水庫(kù)庫(kù)容指標(biāo)。
27、優(yōu)選的，第i個(gè)指標(biāo)的相似度指標(biāo)權(quán)重ωi的確定方法為：
28、步驟s2.2.1，將第i個(gè)指標(biāo)在第j個(gè)月的數(shù)值xi,j，采用公式(4)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的值xi,j，代表第i個(gè)指標(biāo)在第j個(gè)月的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值：
29、
30、其中：xi代表第i個(gè)指標(biāo)在第1個(gè)月的數(shù)據(jù)xi,1，第i個(gè)指標(biāo)在第2個(gè)月的數(shù)據(jù)xi,2,…,第i個(gè)指標(biāo)在第t-1個(gè)月的數(shù)據(jù)xi,t-1形成的數(shù)據(jù)集合；min(xi)和max(xi)，分別代表所述數(shù)據(jù)集合中的最小值和最大值；
31、步驟s2.2.2，采用公式(5)，得到第i個(gè)指標(biāo)在第j個(gè)月的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值xi,j的比例pi,j：
32、
33、步驟s2.2.3，采用公式(6)，得到第i個(gè)指標(biāo)的熵值ei：
34、
35、步驟s2.2.4，采用公式(7)，得到第i個(gè)指標(biāo)的差異系數(shù)di：
36、di＝1-ei?(7)
37、步驟s2.2.5，采用公式(8)，得到第i個(gè)指標(biāo)的相似度指標(biāo)權(quán)重ωi：
38、
39、由此確定每個(gè)指標(biāo)的相似度指標(biāo)權(quán)重。
40、優(yōu)選的，步驟s2.3具體為：
41、步驟s2.3.1，將m個(gè)相似月的出庫(kù)流量的均值，作為第t個(gè)月的出庫(kù)流量qout(t)的初始值；
42、步驟s2.3.2，建立公式(9)所示的水量平衡公式：
43、v(t)＝v(t-1)+qin(t)-qout(t)-e(t)·a?(9)
44、其中：v(t)為第t個(gè)月的水庫(kù)庫(kù)容；v(t-1)為第t-1個(gè)月的水庫(kù)庫(kù)容；qout(t)為第t個(gè)月的出庫(kù)流量；e(t)為第t個(gè)月的單位面積蒸發(fā)量，通過(guò)氣象數(shù)值預(yù)報(bào)模型預(yù)測(cè)得到；a為水庫(kù)面積；
45、將出庫(kù)流量qout(t)的值代入所述水量平衡公式，得到第t個(gè)月的水庫(kù)庫(kù)容v(t)；
46、步驟s2.3.3，讀取水庫(kù)庫(kù)容曲線；根據(jù)水庫(kù)庫(kù)容曲線，將第t個(gè)月的水庫(kù)庫(kù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S2.1具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S2.2中，最近t-1個(gè)月中的每個(gè)月，與待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月之間的相似度指標(biāo)，采用以下方法計(jì)算：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，第i個(gè)指標(biāo)的相似度指標(biāo)權(quán)重ωi的確定方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S2.3具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S2.4具體為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S3具體為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S4具體為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟s2.1具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟s2.2中，最近t-1個(gè)月中的每個(gè)月，與待預(yù)測(cè)的第t個(gè)月之間的相似度指標(biāo)，采用以下方法計(jì)算：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)電量中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，第i個(gè)指標(biāo)的相似度指標(biāo)權(quán)重ωi的確定方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于分解還原和機(jī)器學(xué)習(xí)的水電發(fā)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顧洪賓，章國(guó)勇，王伶俐，王偉營(yíng)，薛聯(lián)芳，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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