基于深度学习的风电功率超短期预测研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:asdf20091234567889
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着化石能源的日益枯竭,对化石能源的过度开采与使用导致的环境污染、全球变暖等问题亦不断凸显,可再生清洁能源受到世界各国的广泛关注。风能资源因其丰富的理论储藏量,已成为可再生能源的重要组成部分。近年来,风力发电的发展速度逐年加快。随着风电装机容量及规模的不断增大,风能自身的间歇性、不稳定性、不确定性给风电并网运行后整个电网的安全、稳定运行带来了诸多挑战,风电功率的准确预测对风电的发展和电网的安全稳定至关重要。本文针对风电功率预测中的超短期预测问题进行研究,主要研究内容如下:1)利用风机运行历史数据中的风速-功率数据,使用变点分组-四分位法初步分离正常数据和异常数据;利用分离出的正常数据与异常数据,建立基于生成对抗网络的异常数据特征增强模型,增强异常数据特征;最后利用初步分离的正常数据和增强特征后的异常数据作为训练数据,建立基于贝叶斯优化超参数的XGBoost异常识别模型,使用训练好的XGBoost模型对风机运行原始数据进行异常识别,分析了生成对抗网络生成的异常数据数量对异常识别效果的影响。2)使用变分模态分解对异常识别后得到的风机运行预处理数据进行数据特征提取,利用提取得到的各模态分量作为训练数据,建立了基于时间卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)-门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)-注意力机制(Attention,AT)的风电功率超短期点预测模型,并使用树木生长算法对模型的超参数进行优化。对比验证了所建立模型与对比模型在相同时间段进行预测时,所建立模型在均方根误差、平均绝对百分误差评价指标上和预测稳定性上的优良表现。3)利用异常识别后得到的风机运行预处理数据,使用Division-K-means对历史功率在不同的起始聚类簇数下分别进行多区间聚类,利用变分模态分解所得的各模态分量作为训练数据,各聚类结果得到的区间作为数据标签,建立基于Mul Dense-LSTM对应各聚类结果的超短期多区间预测模型,最后基于各聚类结果输出的预测区间的相对概率,对最终输出的预测区间进行选择。验证了所建立模型在不依赖超短期点预测的前提下,通过多区间选择可对预测区间覆盖率和平均预测区间宽度指标进行综合考虑,为风电功率超短期区间预测提供了新思路。
其他文献
近年来,直流微电网凭借其功率调节能力灵活、变换器控制简单以及效率高等优点成为国内外的研究热点。其中,DC-DC变换器作为分布式电源和直流微电网之间的关键接口装置,主要提供电压/电流调节以确保直流微电网的稳定。然而,当DC-DC变换器负载在严格控制时表现为恒定功率负载(CPL),其具有负增量阻抗特性,会降低系统阻尼,进而导致直流母线电压崩溃;同时,当变换器并联运行时,各台变换器之间的线路阻抗存在差异
学位
混合励磁定子永磁型电机(Hybrid-excited Stator Slot Permanent Magnet machine,HSSPM machine)具有转矩密度高、调磁性能好、退磁风险低、适合高速运行的特点,在电动汽车领域具有良好的应用前景。受振动、温度、湿度等随机因素的影响,电机运行过程中可能发生匝间短路故障,并产生较大的短路电流,影响电动汽车驱动系统的可靠性。为了降低短路电流带来的危害
学位
学位
学位
学位
学位
近年来,随着当今世界环境污染与能源问题的日益加剧,基于清洁能源和可再生能源的分布式发电技术成为缓解能源和环境矛盾的重要技术,受到人们的普遍关注。而微电网作为解决方案能够充分利用清洁能源、优化能源调度、提高能量利用效率,在新能源形势下已成为电力工程重要技术途径之一。微电网中工农业生产设备的日益多样化,以电力电子元件构成的非线性负荷占比持续增加,不但削弱了微电网中的电能质量,也对微电网高效、可靠运行造
学位
随着分布式发电、新型柔性负荷以及分布式储能在配电网中的占比不断攀升,传统交流配电网在稳定性和经济性等方面都受到了一定的影响。同时,燃料电池、光伏和电动汽车等直流环节的大量接入增加了电力电子能量转换次数,降低了能源利用率。对此,基于柔性互联技术的交直流混合配电网凭借着更灵活的功率调节能力和更高的分布式电源消纳能力,为解决上述问题提供了思路。此外,分布式发电在满足日益增长的能源需求、利于能源安全和环境
学位
在风光发电并网规模逐年扩大的背景下,受风光发电功率固有的随机非平稳特征的影响,若将风光发电直接通过逆变器并网,则会给电力系统带来冲击。因此,提高风光发电功率的预测精度,以及在考虑功率波动的基础上研究逆变器的控制策略,对维持系统的安全稳定具有重要现实意义。为此,论文围绕风光发电功率预测与逆变器控制策略优化两方面开展研究工作,以实现在风光发电功率波动的情况下维持电力系统稳定运行的目的。具体研究内容及结
学位
经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)是一种非侵入式的生物刺激技术,广泛用于抑郁症、帕金森病、阿尔茨海默症等疾病的治疗,成为医学研究领域一种有效检查和治疗手段。目前啮齿动物TMS实验受到越来越多的关注,用以研究TMS的作用效果和作用机制。然而啮齿动物大脑尺寸较小,目前商业用动物线圈聚焦性较差,对于啮齿动物来说基本为全脑刺激,无法实现对特定脑区的刺激
学位