[發明專利]一種基于遺傳規劃法的自適應建模風功率預測方法

在審

• 申請號: 201810116013.3
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108364071A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 李靖霞;劉文彪;紀陵;吳世偉;王紫東;陳剛;劉玉奇
• 申請（專利權）人: 南京國電南自電網自動化有限公司
• 主分類號: G06N3/12
• 分類號: G06N3/12;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 姚蘭蘭;董建林

本發明公開了一種基于遺傳規劃法的自適應建模風功率預測方法，包括以下步驟：(1)獲取風電機組歷史數據；(2)分割風速區間，按各風速區間不同將歷史數據劃分到不同區間；(3)對歷史數據進行歸一化處理；(4)構造適應度函數；(5)對隨機產生的初始群體做復制、交叉和變異操作，反復進行操作，直至滿足終止條件，得到不同風速區間的風電功率模型；(6)根據未來時間段的風速、風向、溫度、濕度和氣壓的預報值，代入相應風速的功率模型，得到風電場功率預測數據。本發明能根據歷史數據,自動找到風電場功率與各影響因素間的顯性關系式,減小因主觀判斷失誤而產生的誤差,從而提高了預測精度。

技術領域

本發明涉及一種基于遺傳規劃法的自適應建模風功率預測方法，屬于風力發電技術領域。

背景技術

近年來風電發展迅速，我國風電裝機容量不斷增長，但由于風力發電的隨機性、間歇性的特性，風電接入電網后，影響了電網安全穩定。改善風電場運行的安全需要對風力發電機組進行功率預測。

當前的研究中，風力發電功率預測方法有很多智能算法，如神經網絡、支持向量機和遺傳算法等，這些算法都不能得到顯性的功率預測模型。將遺傳規劃用于風電場預測，可自動考慮多種因素對風電場功率的影響，根據實際運行情況建立和更新顯性的風電場功率模型，真實反映風機實際運行狀況。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種基于遺傳規劃法的自適應建模風功率預測方法，能根據歷史數據,自動找到風電場功率與各影響因素間的顯性關系式,無需人為事先確定函數關系,減小因主觀判斷失誤而產生的誤差,從而提高了預測精度。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

本發明的一種基于遺傳規劃法的自適應建模風功率預測方法，包括以下幾個步驟：

(1)獲取風電機組歷史數據，所述歷史數據包括風電場的風速、風向、溫度、濕度、氣壓和風電場功率；

(2)分割風速區間，按各風速區間不同將歷史數據劃分到不同區間；

(3)對所述歷史數據進行歸一化處理；

(4)采用遺傳規劃法隨機產生初始群體；

(5)構造適應度函數：適應度為由自變量計算出的風電場預測功率與風電場實際功率差的絕對值的倒數；

(6)對隨機產生的初始群體做復制、交叉和變異操作(是現有方法)，反復進行操作，直至滿足終止條件，終止條件設置為滿足最大迭代次數；

(7)針對不同風速區間，分別使用遺傳規劃法得到不同風速區間的風電功率模型；

(8)根據未來時間段的風速、風向、溫度、濕度和氣壓的預報值，代入相應風速的功率模型，得到風電場功率預測數據。

步驟(2)中，分割風速區間，共分為五段，按各風速區間不同將歷史數據劃分到不同區間。

五段風速區間分別為0～5m/s，5～10m/s，10～15m/s，15～20m/s以及20m/s以上。

步驟(3)中，所述歷史數據歸一化處理方法如下：對于所述風電場功率采用風電額定容量作為基數做歸一化處理；對于所述風速、溫度、濕度和氣壓，將歷史最高值作為基數做歸一化處理；對于風向，采用參考角度的sin值做歸一化處理。

步驟(4)中，具體的方法如下：遺傳規劃法中的個體由樹狀結構表示，中間節點為運算符節點，采用中間節點集合為各種運算符，終止節點集為風速、風向、溫度、濕度、氣壓和任意隨機常數；隨機產生設定規模的個體作為初始群體，個體為由樹狀結構表示的功率模型。

上述運算符包括+，-，/，*，Exp,log,sin,cos。