[發(fā)明專利]一種可適用不同天氣狀況的船舶光伏輸出功率預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010780663.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111932008B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖衛(wèi)強(qiáng);俞萬(wàn)能
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 集美大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06F17/18;G06K9/62;G06N7/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

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

步驟S1、對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，選取出主要特征量；

步驟S2、提出一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的相似樣本點(diǎn)的選擇方法，基于步驟S1選取的主要特征量，通過(guò)計(jì)算待預(yù)測(cè)點(diǎn)與各個(gè)歷史數(shù)據(jù)點(diǎn)的歐式距離，按歐式距離選取相似樣本點(diǎn)；

步驟S3、基于模糊數(shù)學(xué)適配度求解待預(yù)測(cè)點(diǎn)與各相似樣本點(diǎn)的適配度，同時(shí)利用熵權(quán)法求解各個(gè)相似樣本點(diǎn)相同特征量適配度的客觀權(quán)重，并進(jìn)行擬合，得到相同特征量的分適配度，再用相關(guān)系數(shù)權(quán)重對(duì)不同特征量的分適配度進(jìn)行擬合，得到待預(yù)測(cè)點(diǎn)與相似樣本點(diǎn)的總適配度，并用該適配度削項(xiàng)相似樣本點(diǎn)的輸出功率，得到待預(yù)測(cè)點(diǎn)的光伏輸出輸出功率。

2.根據(jù)權(quán)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(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2具體實(shí)現(xiàn)如下：

S21、以待預(yù)測(cè)點(diǎn)作為基值點(diǎn)，提取待預(yù)測(cè)點(diǎn)氣象預(yù)報(bào)的主要特征量包括輻照度和環(huán)境溫度，組成待預(yù)測(cè)點(diǎn)向量X₀(s,t)；選擇所有歷史數(shù)據(jù)點(diǎn)作為歷史向量X_i(s,t)，其中i＝1,2,…,N；N為歷史樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)，s和t分別代表輻照度和環(huán)境溫度值；

S22、計(jì)算待預(yù)測(cè)點(diǎn)X₀和各歷史數(shù)據(jù)點(diǎn)X_i歐氏距離，計(jì)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(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)作為待預(yù)測(cè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的相似樣本點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)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(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S3中，基于模糊數(shù)學(xué)適配度求解待預(yù)測(cè)點(diǎn)與各相似樣本點(diǎn)的適配度，同時(shí)利用熵權(quán)法求解各個(gè)相似樣本點(diǎn)的客觀權(quán)重，得到待預(yù)測(cè)點(diǎn)與相似樣本點(diǎn)的總適配度的實(shí)現(xiàn)方式如下：

S31、根據(jù)步驟S2選取的相似樣本點(diǎn)以及待預(yù)測(cè)點(diǎn)的特征量，建立矩陣并進(jìn)行歸一化處理；

S32、以待預(yù)測(cè)點(diǎn)的數(shù)值為基值點(diǎn)，應(yīng)用式(2)求取與相似樣本點(diǎn)各特征量對(duì)應(yīng)的適配度；

其中；α_ij為待預(yù)測(cè)點(diǎn)第j個(gè)特征量與第i個(gè)相似樣本點(diǎn)對(duì)應(yīng)特征量的適配度，x_ij為第i個(gè)相似樣本點(diǎn)第j個(gè)特征量的歸一化值，x_j為待預(yù)測(cè)點(diǎn)的第j個(gè)特征量的歸一化值；

S33、應(yīng)用式(3)對(duì)所得的各相似樣本點(diǎn)的適配度進(jìn)行擬合，得到各特征量的分適配度；

其中；α_j為第j個(gè)特征量的分適配度，ω_i為各個(gè)相似樣本點(diǎn)的縱向擬合權(quán)重，m為相似樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)；當(dāng)m＝1時(shí)，ω_i＝1；

S34、應(yīng)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(quán)重，n為特征量個(gè)數(shù)；當(dāng)n＝1時(shí)，c_j＝1。

4.根據(jù)權(quán)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(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述ω_i、c_j的確定方式如下：

1)以待預(yù)測(cè)點(diǎn)的n個(gè)特征量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，由步驟S2選取出來(lái)的m個(gè)相似樣本點(diǎn)作為評(píng)價(jià)對(duì)象，建立待預(yù)測(cè)點(diǎn)與相似樣本點(diǎn)的各項(xiàng)特征量的差值絕對(duì)值向量：δ_ij(i＝1,2…n；j＝1,2…m)；并組成熵權(quán)法評(píng)價(jià)矩陣：其中n為特征量個(gè)數(shù)，m為相似樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)；

2)將B標(biāo)準(zhǔn)化得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣并根據(jù)公式(5)計(jì)算第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的比重：

3)根據(jù)公式(6)計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的熵值：

4)根據(jù)公式(7)得到每個(gè)相似樣本點(diǎn)的縱向擬合權(quán)重ω_i；

5)不同特征量的橫向擬合權(quán)重c_j如式(8)所示：

其中：r_j為第j個(gè)特征向量的相關(guān)性系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)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(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟S3中，待預(yù)測(cè)點(diǎn)的光伏輸出輸出功率公式如下：

其中：P是待預(yù)測(cè)點(diǎn)采用n個(gè)特征量和m個(gè)相似樣本點(diǎn)預(yù)測(cè)時(shí)的功率預(yù)測(cè)值，α為總適配度，ω_i為各個(gè)相似樣本點(diǎn)的縱向擬合權(quán)重，P_i為各個(gè)相似樣本點(diǎn)的實(shí)際輸出功率值。