[發(fā)明專利]基于支持向量機(jī)的超短期風(fēng)電功率組合預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910398404.3
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110263971A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段建東;王鵬;田璇;樊華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 涂秀清

1.基于支持向量機(jī)的超短期風(fēng)電功率組合預(yù)測方法，其特征在于，具體操作過程包括如下步驟：

步驟1，數(shù)據(jù)預(yù)處理

對待處理的風(fēng)電功率歷史數(shù)據(jù)根據(jù)相鄰時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值替換；

步驟2，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化；

步驟3，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解將經(jīng)步驟2處理過的風(fēng)電功率數(shù)據(jù)分解成本征函數(shù)序列和殘差序列；

步驟4，對分解得到的本征函數(shù)序列和殘差序列分別建立量子粒子群-支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練優(yōu)化，得到每個(gè)序列的預(yù)測值；

步驟5，將每個(gè)序列的預(yù)測值疊加得到最終的風(fēng)電功率預(yù)測值。

2.如權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)的超短期風(fēng)電功率組合預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟1中數(shù)據(jù)預(yù)處理過程中，對于缺損的數(shù)據(jù)間隔時(shí)間比較長，則使用相同時(shí)間段、類似氣象條件及相鄰幾天的數(shù)據(jù)來取代；對于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)根據(jù)前/后5min的數(shù)據(jù)加權(quán)平均進(jìn)行補(bǔ)充。

3.如權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)的超短期風(fēng)電功率組合預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟2中數(shù)據(jù)歸一化的過程如下：

采用公式(1)進(jìn)行歸一化處理：

其中，x表示原始數(shù)據(jù)，x_max和x_min分別表示原始數(shù)據(jù)中的最大值與最小值，歸一化的范圍為[0 1]。

4.如權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)的超短期風(fēng)電功率組合預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟3的具體過程如下：

步驟3.1，找出原始風(fēng)電功率序列X(t)中的所有極大值點(diǎn)，然后用三次樣條函數(shù)對極大值點(diǎn)進(jìn)行處理，最終連接成曲線形成原始風(fēng)電功率序列X(t)的上下包絡(luò)線；

步驟3.2，對原始風(fēng)電功率序列X(t)的上下包絡(luò)線求均值，如式(7)所示：

式中，e₊(t)表示上包絡(luò)線，e-(t)表示下包絡(luò)線，m₁(t)表示上下包絡(luò)線均值；

將平均值與原始風(fēng)電功率序列做差，得到風(fēng)電功率數(shù)據(jù)h₁(t)，若h₁(t)滿足本征模函數(shù)定義，即函數(shù)在整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)，局部極值點(diǎn)和過零點(diǎn)的數(shù)目必須相等或最多相差一個(gè)，則記為第一個(gè)本征模函數(shù)，否則將h₁(t)反復(fù)進(jìn)行K次迭代篩選，直到滿足本征模函數(shù)的定義要求為止，即h_1k(t)成為了第一個(gè)IMF，記C₁(t)＝h_1k(t)；

步驟3.3，在X(t)中將C₁(t)分離出來，得到一個(gè)差值信號r₁(t)，把差值信號r₁(t)作為新的原始信號，重復(fù)步驟3.1-步驟3.2，就會得到下一個(gè)本征模函數(shù)，記為C₂(t)，反復(fù)進(jìn)行n次，就得到了n個(gè)本征模函數(shù)，如式(8)所示：

式中，{r₁(t)、r₂(t)…r_n(t)}表示差值信號，{C₁(t)、C₂(t)...C_n(t)}表示本征模函數(shù)；

當(dāng)r_n(t)或者C_n(t)滿足以下條件時(shí)分解過程結(jié)束：

其中S_d取值在0.2～0.3之間；

綜上所述，非平穩(wěn)時(shí)間序列被分解成n個(gè)IMF和一個(gè)殘差，如式(10)所示：