基于多时间尺度数据的分布式光伏发电预测模型
Distributed Photovoltaic Power Generation Prediction Model Based on Multi Time Scale Data
DOI: 10.12677/mos.2024.136594, PDF,   
作者: 李启道, 郝瑗宇, 段鹏宇, 赵 越:国网山西省电力有限公司,山西 太原;朱圆媛:华北电力大学经济与管理学院,北京
关键词: 多时间尺度分布式光伏CNN-BiLSTM预测Multi Time Scale Distributed Photovoltaics CNN BiLSTM Prediction
摘要: 随着风电等新能源占比的不断提升,电力系统的气候依赖性日趋凸显。基于此,文章提出了一种基于多时间尺度数据的分布式光伏发电预测方法。构建多通道卷积神经网络,利用多通道CNN从多种时间尺度上提取影响因素数据所隐含的深层特征;借助BiLSTM神经网络解决序列信息长期依赖缺失问题;通过仿真实验,对比CNN-BiLSTM预测模型与基于多时间尺度数据的CNN-BiLSTM预测模型,验证新模型具有更高的预测精度。
Abstract: With the continuous increase in the proportion of new energy such as wind power, the climate dependence of the power system is becoming increasingly prominent. Based on this, the article proposes a distributed photovoltaic power generation prediction method based on multi time scale data. The method builds a multi-channel convolutional neural network and uses multi-channel CNN to extract deep features hidden in influencing factor data from multiple time scales. Utilizing BiLSTM neural networks, the method also overcomes the long-term dependency issue in sequential data. Finally, the article compares the CNN BiLSTM prediction model with the CNN BiLSTM prediction model based on multi time scale data through simulation experiments and verifies that the new model has higher prediction accuracy.
文章引用:李启道, 郝瑗宇, 段鹏宇, 赵越, 朱圆媛. 基于多时间尺度数据的分布式光伏发电预测模型[J]. 建模与仿真, 2024, 13(6): 6503-6511. https://doi.org/10.12677/mos.2024.136594

参考文献

[1] 徐菁. 光伏发电系统短期功率预测方法的研究[D]: [硕士学位论文]. 南昌: 南昌大学, 2016.
[2] Saetre, T.O., Midtgård, O. and Yordanov, G.H. (2011) A New Analytical Solar Cell I-V Curve Model. Renewable Energy, 36, 2171-2176. [Google Scholar] [CrossRef
[3] 孔令倩, 雷敏, 邓昭俊, 等. 基于I-V曲线的光伏电池特性仿真模型研究[J]. 新型工业化, 2014, 4(7): 28-34.
[4] 郭婷婷, 伦淑娴. 基于拉格朗日插值多项式的光伏电池I-V特性建模方法[J]. 电子设计工程, 2015, 23(21): 145-147.
[5] 宋智林. 光伏发电系统的短期发电功率预测研究[D]: [硕士学位论文]. 天津: 天津大学, 2016.
[6] López Gómez, J., Ogando Martínez, A., Troncoso Pastoriza, F., Febrero Garrido, L., Granada Álvarez, E. and Orosa García, J.A. (2020) Photovoltaic Power Prediction Using Artificial Neural Networks and Numerical Weather Data. Sustainability, 12, Article 10295. [Google Scholar] [CrossRef
[7] Tao, C., Lu, J., Lang, J., Peng, X., Cheng, K. and Duan, S. (2021) Short-Term Forecasting of Photovoltaic Power Generation Based on Feature Selection and Bias Compensation-LSTM Network. Energies, 14, Article 3086. [Google Scholar] [CrossRef
[8] 宋绍剑, 李博涵. 基于LSTM网络的光伏发电功率短期预测方法的研究[J]. 可再生能源, 2021, 39(5): 594-602.
[9] 梁彩霞, 高赵亮. 基于相似日和 GA-DBN神经网络的光伏发电短期功率预测[J]. 电气应用, 2019, 38(3): 97-102.
[10] 饶宇飞, 刘阳, 李玲玲, 等. 基于改进鸟群算法和极限学习机模型的光伏发电系统输出功率预测研究[J]. 可再生能源, 2020, 38(10): 1318-1325.
[11] 王守, 张娜. 基于灰色神经网络组合模型的光伏短期出力预测[J]. 电力系统自动化, 2012, 36(19): 37-41.
[12] 谭海旺, 杨启亮, 邢建春, 等. 基于XGBoost-LSTM组合模型的光伏发电功率预测[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 75-81.
[13] 李燕青, 杜莹莹. 基于双维度顺序填补框架与改进Kohonen天气聚类的光伏发电短期预测[J]. 电力自动化设备, 2019, 39(1): 60-65.
[14] 崔杨, 陈正洪, 孙朋杰. 弃光限电条件下不同纬度地区短期光伏发电功率预测对比分析[J]. 太阳能学报, 2018, 39(6): 1610-1618.
[15] Huang, C., Chen, S., Yang, S. and Kuo, C. (2015) One-Day-Ahead Hourly Forecasting for Photovoltaic Power Generation Using an Intelligent Method with Weather-Based Forecasting Models. IET Generation, Transmission & Distribution, 9, 1874-1882. [Google Scholar] [CrossRef
[16] 杨晶显, 张帅, 刘继春, 等. 基于VMD和双重注意力机制LSTM的短期光伏功率预测[J]. 电力系统自动化, 2021, 45(3): 174-182.