专利名称：一种基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法
技术领域：
本发明涉及一种基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，属于新能源发电领域。
背景技术：
随着化石能源的逐渐枯竭，对环境污染与气候恶化所产生的严要影响，太阳能以及风电、光伏等可再生能源等新型发电技术的发展，分布式发电系统日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径，在配电网中得到广泛的应用。然而受地理条件、天气情况和外部环境等因素的影响，这些可再生电源的能量输出具有间歇性和随机性，对其发电量的预测也比传统发电方式预测复杂。太阳能是一种无污染的可再生能源，太阳能光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点，是一种广泛应用的分布式发电系统。但其发电受太阳辐射强度、电池组件温度、天气、云层和一些随机的因素的影响，系统运行过程是一个非平衡的随机过程，其发电量和输出电功率随机性强、波动大、不可控制，在天气突变时表现的尤为突出。
发明内容
本发明针对分布式光伏电源间歇性、不确定性，因而难以预测发电量的问题，提出一种基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法。利用区间二型模糊逻辑处理不确定性问题的能力，得到分布式光伏电源发电量的区间二型模糊预测集合及其单一型预测值。其中，区间二型模糊预测集合，明确了光伏电源发电量的波动区间范围；单一型预测值，则具有更高的精确度。本发明的方法既给出了精确的预测值，也能得到预测模糊区间。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，累积光照强度、环境温度、湿度、光伏电源发电量历史数据；训练和构造区间二型模糊逻辑系统，包括模糊器、规则库、推理机、降型器和解模糊器五个模块；将实时光照、温度、湿度数据输入到所构造的区间二型模糊逻辑预测系统中，输出得到分布式光伏电源发电量预测精确值，及其区间二型模糊集合。为了提高预测准确性，采用多输入单输出方式，累积光照强度、环境温度、湿度和发电量历史数据，将光照强度、环境温度、湿度作为输入，发电量作为输出，训练和构造区间二型模糊逻辑预测系统；对于光照强度、环境温度、湿度采用均方差不确定的高斯函数作为其上、下隶属度函数，将输入的精确值模糊化为单值二型模糊集合。区间二型模糊逻辑系统的规则采用“IF-THEN”形式，Mamdani推理模型；由输入和规则前件产生激活集合，再由激活集合与后件集合计算输出，参与计算的是各集合的上、下隶属度函数；推理过程包括计算适配度、求激励强度、求有效的后件隶属度函数和求总输出隶属度函数。为进一步提高准确性，采用中心集降型方法，将各规则发电量集合用质心来代替，然后求质心的加权平均值，最终得到质心区间，计算中采用K-M迭代过程来计算。解模糊化，输出区间二型模糊集合，其中心即为所求发电量的单一型预测值。构造区间二型模糊逻辑系统过程如下:(I)设计模糊器:对于光照强度、环境温度及湿度均选用均方差不确定的高斯函数作为其上、下隶属度函数，将输入的精确值代入单点模糊化为单值二型模糊集合。所述的
上、下隶属度函数形式为:
权利要求
1.一种基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，其特征在于:累积光照强度、环境温度、湿度、光伏电源发电量历史数据；训练和构造区间二型模糊逻辑系统，包括模糊器、规则库、推理机、降型器和解模糊器五个模块；将实时光照、温度、湿度数据输入到所构造的区间二型模糊逻辑预测系统中，输出得到分布式光伏电源发电量预测精确值，及其区间二型模糊集合。
2.如权利要求书I所述的基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，其特征在于:采用多输入单输出方式，累积光照强度、环境温度、湿度和发电量历史数据，将光照强度、环境温度、湿度作为输入，发电量作为输出，训练和构造区间二型模糊逻辑预测系统。
3.如权利要求书I或2所述的基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，其特征在于:对于光照强度、环境温度、湿度采用均方差不确定的高斯函数作为其上、下隶属度函数，将输入的精确值模糊化为单值二型模糊集合。
4.如权利要求书3所述的基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，其特征在于:区间二型模糊逻辑系统的规则采用“IF-THEN"形式，Mamdani推理模型； 由输入和规则前件产生激活集合，再由激活集合与后件集合计算输出，参与计算的是各集合的上、下隶属度函数；推理过程包括计算适配度、求激励强度、求有效的后件隶属度函数和求总输出隶属度函数。
5.如权利要求书4所述的基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，其特征在于:采用中心集降型方法，将各规则发电量集合用质心来代替，然后求质心的加权平均值，最终得到质心区间，计算中采用K-M迭代过程来计算。
6.如权利要求书5 所述的基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，其特征在于:解模糊化，输出区间二型模糊集合，其中心即为所求发电量的单一型预测值。
全文摘要
本发明公开了一种基于二型模糊逻辑的分布式光伏电源发电量预测方法，包括如下步骤累积光照强度、环境温度、湿度、光伏电源发电量历史数据；训练与构造区间二型模糊逻辑预测系统；将实时光照强度、环境温度、湿度作为初始参数输入区间二型模糊逻辑预测系统，输出得到两种类型的光伏电源发电量预测，即单一型预测值和区间二型模糊预测集合。本发明采用中心集降型方法，得到发电量预测的区间二型模糊集合，能很好地描述光伏发电量的波动性；采用解模糊方法，从区间二型模糊集合中提取单一型预测值，有效地提高了预测精度。本发明提出的分布式光伏电源发电量预测方法，既可以用于精确型预测，也可用于模糊型预测，具有较高的实用价值。
文档编号G06F19/00GK103077300SQ20121055871
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者喻洁, 吴在军, 窦晓波, 冯其芝 申请人:东南大学