基于歷史氣象數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速和風(fēng)功率預(yù)測(cè)研究.pdf

1、隨著化石能源的大量消耗和環(huán)保壓力的與日俱增，風(fēng)能作為可再生、清潔能源受到世界各國(guó)越來(lái)越高的重視。受地形、氣候及周圍環(huán)境等眾多因素的影響，風(fēng)力發(fā)電具有強(qiáng)烈的間歇性、波動(dòng)性和不確定性，給電力系統(tǒng)的發(fā)電規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)調(diào)度帶來(lái)了危害，不利于傳統(tǒng)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，阻礙了風(fēng)電進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。因此，大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行需要精準(zhǔn)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)。準(zhǔn)確的風(fēng)速是風(fēng)功率預(yù)測(cè)的關(guān)鍵因素，因此準(zhǔn)確的風(fēng)速預(yù)測(cè)也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　風(fēng)速時(shí)間序列易受溫度

2、、氣壓、濕度等氣象因素的影響，且具有很高的輸入維度和較強(qiáng)的非線性，故不易精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)及其優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算效率高、泛化能力強(qiáng)，可以根據(jù)問(wèn)題需要靈活地選擇隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)和激活函數(shù)類型，適用于復(fù)雜的非線性風(fēng)速預(yù)測(cè)工作。本文主要針對(duì)風(fēng)速和風(fēng)功率短期預(yù)測(cè)進(jìn)行研究，相關(guān)內(nèi)容如下：
　　針對(duì)風(fēng)速屬性多、難以精度預(yù)測(cè)等特點(diǎn)，本文采用互信息對(duì)屬性序列與風(fēng)速、功率序列之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，并采用最大相關(guān)最小冗余（mRMR）進(jìn)行屬

3、性選擇以降低輸入維度。之后，采用皮爾遜相關(guān)性系數(shù)(PCC)對(duì)預(yù)測(cè)輸入屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，以便凸顯關(guān)聯(lián)程度高屬性的重要度，提高預(yù)測(cè)精度。最后，采用ELM及其優(yōu)化模型開(kāi)展預(yù)測(cè)研究。
　　為了降低風(fēng)速序列信號(hào)的波動(dòng)性和非線性對(duì)電力系統(tǒng)的影響，進(jìn)一步提高風(fēng)速預(yù)測(cè)精度，可以采用信號(hào)分解方法對(duì)其處理以得到相對(duì)穩(wěn)定的子序列。本文采用變分模態(tài)分解（VMD）對(duì)初始時(shí)間序列進(jìn)行分解處理，得到一系列具有一定周期性、規(guī)律性且相對(duì)穩(wěn)定的子序列。針對(duì)每一個(gè)

4、子序列，運(yùn)用偏自相關(guān)函數(shù)（PACF）篩選出關(guān)聯(lián)程度高的元素集合，確定網(wǎng)絡(luò)模型的輸入，選用泛化能力強(qiáng)的加權(quán)正則化極限學(xué)習(xí)機(jī)（WRELM）構(gòu)建多步滾動(dòng)預(yù)測(cè)模型，開(kāi)展短期風(fēng)速預(yù)測(cè)。
　　參照風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速-功率曲線，根據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)速可直接得出對(duì)應(yīng)時(shí)刻的風(fēng)功率。針對(duì)風(fēng)電功率大量的相關(guān)屬性，本文參照風(fēng)速預(yù)測(cè)方法，在互信息相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上依據(jù)mRMR對(duì)候選屬性集合進(jìn)行屬性選擇，并采用PCC對(duì)其進(jìn)行重要度加權(quán)，采用優(yōu)化ELM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)擬合。