[發明專利]一種可適用不同天氣狀況的船舶光伏輸出功率預測方法

有效

• 申請號: 202010780663.5
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111932008B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 廖衛強;俞萬能
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F17/18;G06K9/62;G06N7/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

1.一種可適用不同天氣狀況的船舶光伏輸出功率預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、對光伏發電系統歷史發電量數據和氣象數據進行相關性分析，選取出主要特征量；

步驟S2、提出一種點對點的相似樣本點的選擇方法，基于步驟S1選取的主要特征量，通過計算待預測點與各個歷史數據點的歐式距離，按歐式距離選取相似樣本點；

步驟S3、基于模糊數學適配度求解待預測點與各相似樣本點的適配度，同時利用熵權法求解各個相似樣本點相同特征量適配度的客觀權重，并進行擬合，得到相同特征量的分適配度，再用相關系數權重對不同特征量的分適配度進行擬合，得到待預測點與相似樣本點的總適配度，并用該適配度削項相似樣本點的輸出功率，得到待預測點的光伏輸出輸出功率。

2.根據權利要求1所述的一種可適用不同天氣狀況的船舶光伏輸出功率預測方法，其特征在于，所述步驟S2具體實現如下：

S21、以待預測點作為基值點，提取待預測點氣象預報的主要特征量包括輻照度和環境溫度，組成待預測點向量X₀(s,t)；選擇所有歷史數據點作為歷史向量X_i(s,t)，其中i＝1,2,…,N；N為歷史樣本數據點個數，s和t分別代表輻照度和環境溫度值；

S22、計算待預測點X₀和各歷史數據點X_i歐氏距離，計算公式如式(1)所示：

S23、將歐氏距離集{d₁,d₂,…,d_N}按照值的大小升序排序，從小到大選擇預定數量的數據點作為待預測點所對應的相似樣本點。

3.根據權利要求1所述的一種可適用不同天氣狀況的船舶光伏輸出功率預測方法，其特征在于，步驟S3中，基于模糊數學適配度求解待預測點與各相似樣本點的適配度，同時利用熵權法求解各個相似樣本點的客觀權重，得到待預測點與相似樣本點的總適配度的實現方式如下：

S31、根據步驟S2選取的相似樣本點以及待預測點的特征量，建立矩陣并進行歸一化處理；

S32、以待預測點的數值為基值點，應用式(2)求取與相似樣本點各特征量對應的適配度；

其中；α_ij為待預測點第j個特征量與第i個相似樣本點對應特征量的適配度，x_ij為第i個相似樣本點第j個特征量的歸一化值，x_j為待預測點的第j個特征量的歸一化值；

S33、應用式(3)對所得的各相似樣本點的適配度進行擬合，得到各特征量的分適配度；

其中；α_j為第j個特征量的分適配度，ω_i為各個相似樣本點的縱向擬合權重，m為相似樣本點的個數；當m＝1時，ω_i＝1；

S34、應用式(4)求取總適配度；

其中；c_j為不同特征量的橫向擬合權重，n為特征量個數；當n＝1時，c_j＝1。

4.根據權利要求3所述的一種可適用不同天氣狀況的船舶光伏輸出功率預測方法，其特征在于，所述ω_i、c_j的確定方式如下：

1)以待預測點的n個特征量作為評價指標，由步驟S2選取出來的m個相似樣本點作為評價對象，建立待預測點與相似樣本點的各項特征量的差值絕對值向量：δ_ij(i＝1,2…n；j＝1,2…m)；并組成熵權法評價矩陣：其中n為特征量個數，m為相似樣本點個數；

2)將B標準化得到標準化矩陣并根據公式(5)計算第i個評價指標下第j個評價對象的比重：

3)根據公式(6)計算每個評價對象的熵值：

4)根據公式(7)得到每個相似樣本點的縱向擬合權重ω_i；

5)不同特征量的橫向擬合權重c_j如式(8)所示：

其中：r_j為第j個特征向量的相關性系數。

5.根據權利要求4所述的一種可適用不同天氣狀況的船舶光伏輸出功率預測方法，其特征在于，步驟S3中，待預測點的光伏輸出輸出功率公式如下：

其中：P是待預測點采用n個特征量和m個相似樣本點預測時的功率預測值，α為總適配度，ω_i為各個相似樣本點的縱向擬合權重，P_i為各個相似樣本點的實際輸出功率值。