[發(fā)明專利]基于深度注意力網(wǎng)絡和晴空輻射先驗融合的光伏預報方法

有效

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• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN114971058B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 劉金福;白明亮;陳云瀟;馮春達;羅京;任銘昊;于達仁;李文峰;李中華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學;深圳利行科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06F18/214;G06F18/2415;G06F17/18;G06N3/0442;G06N3/0455;G06N3/0464;G06N3/084
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯(lián)合專利商標代理有限公司 23213
• 代理人: 時起磊

基于深度注意力網(wǎng)絡和晴空輻射先驗融合的光伏預報方法，本發(fā)明為解決現(xiàn)有光伏功率預報方法的預報精度低和預報可靠性不足的問題，獲取歷史光伏功率數(shù)據(jù)和未來晴空輻射強度；建立模型，將獲取的歷史光伏功率數(shù)據(jù)和未來晴空輻射強度輸入模型內進行訓練，輸出光伏功率預報值，得到光伏功率預報值序列，得到訓練好的模型；利用核密度估計對光伏功率預報值序列進行后處理，得到光伏功率真實值的預報概率區(qū)間；獲取待預報光伏功率時刻之前的歷史光伏功率數(shù)據(jù)和待預報光伏功率時刻之后的晴空輻射強度，并將歷史光伏功率數(shù)據(jù)和晴空輻射強度輸入模型內，輸出待預報光伏功率時刻的光伏功率預報值和光伏功率真實值的預報概率區(qū)間。

技術領域

本發(fā)明涉及一種預報方法，具體涉及一種利用歷史光伏功率數(shù)據(jù)和未來晴空輻射先驗信息實現(xiàn)未來光伏功率準確的點預報和概率區(qū)間預報的方法，屬于光伏發(fā)電預報技術領域。

背景技術

隨著“碳中和”目標的提出，世界進入能源轉型變革期，大力發(fā)展風、光等可再生能源已經(jīng)成為世界各國的廣泛共識。光伏發(fā)電是利用太陽能的一種有效方式。由于光伏功率的隨機性、波動性與間歇性，隨著中國光伏發(fā)電裝機容量的逐年增加，光伏發(fā)電的有效消納問題日益嚴重。開展精確的光伏發(fā)電功率預報，是促進光伏發(fā)電消納的有效手段，受到了研究者的廣泛重視。

現(xiàn)有技術中利用深度長短期記憶(long?short-term?memory,LSTM)神經(jīng)網(wǎng)絡和歷史光伏發(fā)電功率數(shù)據(jù)對未來的光伏功率進行預報，深度LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡能夠很好地建模刻畫歷史數(shù)據(jù)中的動態(tài)特性，在實際數(shù)據(jù)中的應用顯示其在光伏預報中展現(xiàn)了較好的預報效果，但這種方法僅僅考慮了歷史的光伏功率數(shù)據(jù)，沒有充分考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)本身固有的先驗信息和歷史光伏功率數(shù)據(jù)的融合，更沒有進行先驗信息和歷史光伏功率數(shù)據(jù)的自適應融合，會導致光伏功率的預報精度不夠高和預報可靠性不足。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有光伏功率預報方法的預報精度低和預報可靠性不足的問題，進而提出了一種基于深度注意力網(wǎng)絡和晴空輻射先驗融合的光伏預報方法。

本發(fā)明采取的技術方案是：

它包括以下步驟：

S1、獲取歷史光伏功率數(shù)據(jù)和未來晴空輻射強度；

S2、建立深度注意力ConvLSTM模型，深度注意力ConvLSTM模型依次包括ConvLSTM1層、注意力機制層、ConvLSTM2層、Flatten層和全連接層，將獲取的歷史光伏功率數(shù)據(jù)和未來晴空輻射強度輸入深度注意力ConvLSTM模型內進行訓練，輸出光伏功率預報值，得到光伏功率預報值序列，直到loss收斂，得到訓練好的深度注意力ConvLSTM模型；

S3、利用核密度估計對S2中得到的光伏功率預報值序列進行后處理，得到光伏功率真實值的預報概率區(qū)間；

S4、獲取待預報光伏功率時刻之前的歷史光伏功率數(shù)據(jù)和待預報光伏功率時刻之后的晴空輻射強度，并將獲取的所述歷史光伏功率數(shù)據(jù)和所述晴空輻射強度輸入S2中訓練好的深度注意力ConvLSTM模型內，輸出待預報光伏功率時刻的光伏功率預報值，執(zhí)行S3，得到待預報光伏功率時刻的光伏功率真實值的預報概率區(qū)間。

優(yōu)選的，所述S1中獲取歷史光伏功率數(shù)據(jù)和未來晴空輻射強度，具體過程為：

獲取某個光伏功率時刻之前的三年歷史光伏功率數(shù)據(jù)和所述歷史光伏功率數(shù)據(jù)對應的未來晴空輻射強度，且相鄰兩組歷史光伏功率數(shù)據(jù)的采樣間隔時間為15分鐘，將第一年和第二年的歷史光伏功率數(shù)據(jù)及對應的未來晴空輻射強度作為訓練集，第三年的歷史光伏功率數(shù)據(jù)及對應的未來晴空輻射強度作為測試集。