一种基于时间序列突变误差校正的风速预测方法与流程

文档序号:20955812发布日期:2020-06-02 20:24阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于时间序列突变误差校正的风速预测方法,其特征是,包括以下步骤:

步骤1、获取原始风速数据集;

步骤2、分别对数据集进行lmd、emd分解,找到原始信号所有的局部极值点,计算相邻两个极值点的平均值;

步骤3、将所有相邻两个极值点的平均值用直线连接,得到局部均值线段,然后采用滑动平均法进行平滑处理,滑动平均的跨度取相邻极值点最大距离的三分之一,得到局部均值函数;

步骤4、采用局部极值点,计算所有的两相邻极值点间的包络估计值;

步骤5、将所有相邻两个包络估计值用直线连接,得到包络估计线段,然后采用滑动平均法进行平滑处理,滑动平均的跨度取相邻极值点最大距离的三分之一,得到包络估计函数;

步骤6、将局部均值函数从原始信号中分离出来;

步骤7、重复步骤1-6迭代过程直到得到一个纯调频信号为止;

步骤8、将迭代过程中产生的所有包络估计函数相乘得到包络信号;将包络信号和纯调频信号相乘得到原始信号的第一个乘积函数pf分量pf1(t),将pf1(t)从原始信号中分离出来,得到一个新的信号u1(t),将u1(t)作为原始数据重复以上步骤,循环k次,3≤k≤30,直到uk(t)为一个单调函数为止;

步骤9、对步骤8所得分解结果分别进行gwo-svm预测;将预设参数代入svm,对风速进行预测,记录预测结果与预测误差;设置目标函数为均方误差mse,利用gwo优化算法对参数进行更新,寻找令目标函数最小的参数,输出该参数作为寻优结果;将寻优所得参数代入svm对风速进行预测,得到风速预测值;

步骤10、对风速预测值求和并求两者算数平均数;

步骤11、采用突变误差校正方法对emd-lmd-gwo-svm预测结果进行误差校正,得到基于误差校正的emd-lmd-gwo-svm预测结果;突变误差校正方法包括:

步骤11.1、首先对界限值kkup_limit与kkdown_limit进行设置,利用灰狼寻优算法寻最优值;

步骤11.2、对于符合上升型时间序列突变定义式(1)或下降型时间序列突变定义式(2)的风速预测数据进行误差校正;

步骤11.3、分别采用高斯分布误差校正模型与时间序列误差预测校正模型;

步骤11.3.1、高斯分布误差校正模型首先判断训练集误差是否符合高斯分布,如果符合则可通过高斯模型产生随机概率误差,对风速预测数据进行误差补偿;符合上升型时间序列突变补偿方式为式(3),符合下降型时间序列突变补偿方式为式(4);

xcorrect(t)=x(t)+|errgauss|(3)

xcorrect(t)=x(t)-|errgauss|(4)

其中,x(t)为t时刻的风速值,xcorrect(t)为t时刻的风速校正值,errgauss为高斯分布模型产生的误差补偿值,对于两种时间序列突变采用不同的补偿方式;

步骤11.3.2、采用时间序列预测模型对误差值进行预测,其补偿方式为式(5);

xcorrect(t)=x(t)-errtime(5)

其中x(t)为t时刻的风速值,xcorrect(t)为t时刻的风速校正值,errtime为时间序列误差预测模型产生的误差补偿值。


技术总结
本发明属于风力发电技术,具体涉及一种基于时间序列突变误差校正的风速预测方法,首先利用经验模态分解与局部均值分解分别将风速数据分解为相对平稳的一系列分量,采用GWO‑SVM对分量分别进行预测得到分量的预测结果,整合所有分量的预测结果后得到了原始风速数据的预测结果;然后,针对预测存在的误差,进行了误差类型的分类和分析,对风速预测结果进行误差校正,该方法可以显著地减小风速预测的误差,从而提供高精度的风力发电功率预测,有利于电网及时调整电力调度计划,提高风能资源的高效利用,降低电网运行成本,降低风电接入电网时对电网产生的影响,对风力发电的发展具有积极重要的意义。

技术研发人员:黄文聪;张隽怡;谢博;张宇;常雨芳;陈润;段群龙;李金榜;吴锋
受保护的技术使用者:湖北工业大学
技术研发日:2020.01.13
技术公布日:2020.06.02
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