[發明專利]一種風電場風速時間序列預測方法

有效

• 申請號: 201110459034.3
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102542167A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 孫斌;姚海濤;李洪偉;周云龍
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種風電場風速時間序列預測方法，其特征在于，它包括下述步驟：

(1)利用風速采集儀器每隔一小時記錄一次同一地區的風速數據，整理采集的原始風速數據，形成風速時間序列用于分析預測；

(2)運用局域均值分解算法對風速時間序列進行多尺度分解，分解得到多個PF分量，

局域均值分解算法步驟如下：

(a)找出原始信號x(t)所有的局部極值點n_i，求出所有相鄰的局部極值點的平均值：

將所有相鄰的平均值點m_i用直線連接起來，然后用滑動平均法進行平滑處理，得到局部均值函數m₁₁(t)；

(b)求出包絡估計值

將所有相鄰的平均值點a_i用直線連接起來，然后用滑動平均法進行平滑處理，得到包絡估計函數a₁₁(t)；

(c)將局部均值函數m₁₁(t)從原始信號x(t)中分離出來，得到

h₁₁(t)＝x(t)-m₁₁(t)????(3)

(d)用h₁₁(t)除以包絡估計函數a₁₁(t)以對h₁₁(t)進行解調，得到

s₁₁(t)＝h₁₁(t)/a₁₁(t)????(4)

對s₁₁(t)重復上述步驟便能得到s₁₁(t)的包絡估計函數a₁₂(t)，假如a₁₂(t)不等于1，說明s₁₁(t)不是一個純調頻信號，需要重復上述迭代過程n次，直至s_1n(t)為一個純調頻信號，也就是s_1n(t)的包絡估計函數a_1(n+1)(t)＝1，所以有

式中?

迭代終止條件為

為了減少迭代次數，降低運算時間，設置一個變量Δ＝10^-4，使得當滿足1-Δ≤a_1n(t)≤1+Δ時，終止迭代；

(e)將迭代過程中所產生的全部包絡估計函數相乘，得到包絡信號瞬時幅值函數：

(f)將包絡信號a₁(t)和純調頻信號s_1n(t)相乘得：

PF₁(t)＝a₁(t)s_1n(t)????(9)

它為信號x(t)的第一個PF分量，包含了原始信號的最高頻率成分，是一個單分量的調幅、調頻信號，瞬時頻率f₁(t)則由調頻信號s_1n(t)求出：

(g)從原始信號x(t)中將第一個PF分量PF₁(t)分離出來，得到剩余信號u₁(t)，由于剩余信號u₁(t)中還包含有較多的頻率成分，因此將u₁(t)作為原始數據重復以上步驟對其進行分解，得到第二個PF分量，重復這個過程直到u_k為一個單調函數為止，得到一定數量的PF分量：

最終信號x(t)可表示為k個PF分量和余量之和：

(3)通過對各個PF分量的延遲時間τ和嵌入維數m的計算，運用相空間重構理論對各個PF分量進行相空間重構；?

y_PF(t)＝{PF_p(t)，PF_p(t+τ)，Λ，PF_p[t+(m-1)τ]}????(13)

y_u(t)＝{u_k(t)，u_k(t+τ)，Λ，u_k[t+(m-1)τ]}????????(14)

t＝1，2，Λ.，p＝1，2，Λ，k

(4)利用多核最小二乘支持向量機回歸模型對相空間重構后的各個PF分量進行建模預測；

(5)將預測結果進行疊加得到最終的風速時間序列的預測結果