[發(fā)明專利]一種任意輸入?yún)?shù)的風能預測系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410022977.3
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103714400A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 田春光;呂項羽;李德鑫;董添
• 申請（專利權）人: 吉林省電力科學研究院有限公司;國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 余巖

1.一種任意輸入?yún)?shù)的風能預測系統(tǒng)，其特征在于包括：

歷史數(shù)據(jù)輸入模塊，輸入風能發(fā)電廠的歷史數(shù)據(jù)，包括任意參數(shù)：風速、溫度、天氣、降雨、濕度；

歷史數(shù)據(jù)轉換模塊，通過數(shù)據(jù)轉換模型標準化數(shù)據(jù)，是將非標準的數(shù)值型數(shù)據(jù)和離散化數(shù)據(jù)轉換為標準化的[-1,?1]之間的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)分類模塊，將已經(jīng)標準化的歷史數(shù)據(jù)按4:1的比例進行類別劃分，其中80%作為訓練數(shù)據(jù)，20%作為驗證數(shù)據(jù)；

訓練數(shù)據(jù)輸入模塊，輸入訓練數(shù)據(jù)；

訓練模塊，將輸入的訓練數(shù)據(jù)，利用改進的向量機回歸算法進行訓練，產生回歸向量機模型；

驗證數(shù)據(jù)輸入模塊，輸入驗證數(shù)據(jù)；

預測模塊，利用輸入的驗證數(shù)據(jù)，迭代到產生的回歸向量機模型；步驟S308為選擇模塊，判定精度是否達標，即誤差是否小于給定的閾值；

標準化數(shù)據(jù)轉換模塊，如果精度達標，將標準化數(shù)據(jù)轉換為歷史輸入數(shù)據(jù)。

2.一種任意輸入?yún)?shù)的風能預測方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）輸入歷史數(shù)據(jù)，包括任意參數(shù)：風速、溫度、天氣、降雨、濕度；

（2）通過數(shù)據(jù)轉換模型標準化數(shù)據(jù)，得到[-1,?1]之間的數(shù)據(jù)；

（3）將標準化數(shù)據(jù)按4:1的比例進行類別劃分，80%為訓練數(shù)據(jù)，20%為驗證數(shù)據(jù)；

（4）輸入訓練數(shù)據(jù)；

（5）利用改進的向量機回歸算法對輸入訓練數(shù)據(jù)進行訓練，產生回歸向量機模型；

（6）輸入驗證數(shù)據(jù)；

（7）利用產生的回歸向量機模型進行驗證；

（8）判定精度是否達標，即誤差是否小于給定的閾值，如果精度達標，則將數(shù)據(jù)轉化為原始數(shù)據(jù)；

（9）如果不達標，則重新回到初始位置。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種任意輸入?yún)?shù)的風能預測方法，其特征在于：所述的輸入的歷史數(shù)據(jù)，包括任意參數(shù)：風速、溫度、天氣、降雨、濕度，用一個N×M矩陣表示，其中N代表歷史數(shù)據(jù)樣本數(shù)量，M代表參數(shù)的數(shù)量，即多少種參數(shù)。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種任意輸入?yún)?shù)的風能預測方法，其特征在于：所述的通過數(shù)據(jù)轉換模型標準化數(shù)據(jù)，是將非標準的數(shù)值型數(shù)據(jù)和離散化數(shù)據(jù)轉換為標準化的[-1,?1]之間的數(shù)據(jù)，使得不同的數(shù)據(jù)之間可以整合進本方法之中，具體包含以下二種情況：

????（1）對于數(shù)值型數(shù)據(jù)

標準化，需要將其映射到-1到+1之間，對輸入的參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計獲得其均值μ和標準差σ，對于任意一個數(shù)據(jù)x其標準化的公式對應為：

????????

通過該公式可以將任意一種基于數(shù)值的參數(shù)數(shù)據(jù)x映射為[-1,?1]區(qū)間的標準化數(shù)據(jù)，其逆過程對應公式為：

通過該公式，可以將標準化的數(shù)據(jù)轉換為真實數(shù)據(jù)；

????（2）對于離散型的數(shù)據(jù)處理

????某些地區(qū)的歷史數(shù)據(jù)不夠精確，采用有限的幾種狀態(tài)來進行形容，采用二進制編號的形式，每個二進制位對應一個新的輸出屬性，對于某地區(qū)的天氣情況P描述僅為晴天、小雨、大雨這3項，如下方式：

輸入?yún)?shù)：P????????輸出參數(shù)：Pa1???Pa2

晴天????????????????????????0???1

小雨????????????????????????1???0

大雨????????????????????????1???1

將1個離散型參數(shù)轉換為兩個參數(shù)內容為0~1的標準化數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權利要求2所述的一種任意輸入?yún)?shù)的風能預測方法，其特征在于：所述的將標準化數(shù)據(jù)按一定比例進行類別劃分，本方法中標準化數(shù)據(jù)的80%為訓練數(shù)據(jù)，20%為驗證數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大于500個。