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        基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測

        2017-09-05 12:59:52張偉
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年16期
        關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電系統(tǒng)分析研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

        張偉

        摘 要:太陽能屬于環(huán)保型能源,具有用之不盡,取之不竭的優(yōu)勢,在當(dāng)下社會不同領(lǐng)域發(fā)展中,發(fā)揮積極作用。特別是在光伏發(fā)電作業(yè)中,為光伏發(fā)電工作增加發(fā)展動力。太陽能是一種全新能源類型,發(fā)展?jié)摿薮蟆=┠?,我國政府提高光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)關(guān)注度,給出全新發(fā)展政策與戰(zhàn)略,促進(jìn)光伏發(fā)電發(fā)展。尤其在一些西部區(qū)域,例如,新疆和青海等區(qū)域,主流電源系統(tǒng)建設(shè)利用中光伏發(fā)電,發(fā)揮重要影響。為了實(shí)現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電最大發(fā)展目標(biāo),應(yīng)該深入研究光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù),為光伏建設(shè)發(fā)展作技術(shù)支持。本文主要就神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測進(jìn)行分析和研究。

        關(guān)鍵詞:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);光伏發(fā)電系統(tǒng);發(fā)電功率預(yù)測;分析研究

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.206

        0 前言

        大規(guī)模和大范圍光伏電網(wǎng)發(fā)展,均是運(yùn)用太陽能這一科學(xué)形式,但是環(huán)境溫度與光照強(qiáng)度對光伏發(fā)電影響較大,在并網(wǎng)后期發(fā)電系統(tǒng)功率出現(xiàn)不確定性,功率變化較大。眾多實(shí)際應(yīng)用人員,運(yùn)用光伏開展電能供應(yīng)廣遭,導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃管理人員,難以全面掌握和預(yù)測到負(fù)荷運(yùn)作情況,負(fù)荷增長率預(yù)測難度大,影響機(jī)組處理與系統(tǒng)調(diào)度。所以,需要對光伏發(fā)電期間,系統(tǒng)發(fā)電期間功率變化預(yù)測分析,確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是具有代表性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測應(yīng)用效果佳。

        1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)闡述

        BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是具有代表性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其是依據(jù)誤差逆轉(zhuǎn)理論標(biāo)準(zhǔn),利用這一形式進(jìn)行傳播和計(jì)算,具有反饋網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要理論依據(jù)為把網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)劃分為反向傳播運(yùn)作形式和正向運(yùn)作形式,映射能力好,具有非線性特點(diǎn)。利于在利用期間,把網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中映射關(guān)系大量輸出和輸入,泛化效果好。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)下社會應(yīng)用最為廣泛,可以結(jié)合季節(jié)的變化性,結(jié)合氣候特點(diǎn),建立子模型,對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測。在隨機(jī)性大,自然氣候影響大區(qū)域中,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測能力強(qiáng)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用期間,需在結(jié)合實(shí)際區(qū)域環(huán)境特點(diǎn),建立一個BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型,構(gòu)建應(yīng)用效果較好的網(wǎng)絡(luò)模型,降低預(yù)測難度。

        利用反向形式傳播和運(yùn)作,對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)權(quán)值與閾值調(diào)整,直到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)誤差滿足目標(biāo)需求,在目標(biāo)范圍中便可自動停止。 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其模型結(jié)構(gòu)包括輸入和輸出體系、中間體系。詳細(xì)來說,為了實(shí)現(xiàn)模型最大應(yīng)用目標(biāo),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,需依據(jù)季節(jié)和氣候,構(gòu)建預(yù)測模型系統(tǒng)子板塊,滿足神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最大限度接近不同復(fù)雜和不同形式非線性函數(shù),對大量數(shù)據(jù)開展網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練[1]。

        神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,光伏運(yùn)作功率預(yù)測,本文主要就光伏組件,利用量化方法,對其清潔程度描述分析。本文利用a字母標(biāo)示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)伏運(yùn)作功率,把伏運(yùn)作功率數(shù)值范圍控制在0-100之間,如果灰度把光伏組件全部覆蓋,當(dāng)其有用功輸出力為零時(shí),其清潔度a數(shù)值為零。當(dāng)光伏組件實(shí)現(xiàn)100%清潔程度后,a數(shù)值為100,可以對a開展實(shí)驗(yàn)檢測,在實(shí)驗(yàn)檢測后,確定a數(shù)值。在對預(yù)測模型和系統(tǒng)建設(shè)時(shí),利用三層布局形式,考慮到輸入因子時(shí)間,輸入因子環(huán)境溫度與光照度,了解組件潔凈度,輸出電量設(shè)為光伏發(fā)電的有用功出力狀態(tài)。建立在MATLAB系統(tǒng)軟件平臺基礎(chǔ)上,可以把BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)平臺結(jié)合,減低預(yù)測難度。

        2 預(yù)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局規(guī)劃設(shè)計(jì)

        2.1 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練

        網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和布局設(shè)計(jì)規(guī)劃完畢后,對以往發(fā)電功率信息與數(shù)據(jù),氣象數(shù)據(jù)信息篩選,在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型中輸入,把奇異數(shù)據(jù)信息清理,利于達(dá)到系統(tǒng)收斂目標(biāo)。如圖1,是BP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)預(yù)測模型展示圖。在對BP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)預(yù)測模型展示圖分析和研究可以得出,在BP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同三個層次中,其把w1b1與w2b2分別設(shè)置為隱含與輸出層的權(quán)值與閾值。向量輸入設(shè)置為P,a1為隱含體系的輸出數(shù)值,a2為輸出系統(tǒng)中輸出數(shù)值。本文對BP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè),利用模塊化形式建設(shè)

        網(wǎng)絡(luò),把反復(fù)運(yùn)作網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為 不同單一網(wǎng)絡(luò)體系,控制網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練數(shù)量,保證樣本數(shù)量合理性。

        2.2 輸出和輸入和隱含層判斷

        其一,輸入系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)合模型中變量輸入大小節(jié)點(diǎn),本文中把輸入量是個極為16個。在預(yù)測選取前一天,六點(diǎn)之前,早晚七點(diǎn)自后,把十四個電力輸出,在有序規(guī)劃和設(shè)計(jì)后,把其作為預(yù)測模型主要輸入量,把輸入量掌握在14個。預(yù)測當(dāng)天溫度平均值和前一天溫度平均值,輸入數(shù)量為16個模型。發(fā)電功率預(yù)測時(shí)間在次天上午六點(diǎn)到晚七點(diǎn)開展,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)有序?qū)?4個不同電力運(yùn)走階段與時(shí)間,發(fā)出功率預(yù)測,在輸出端點(diǎn)利用14個節(jié)點(diǎn)。

        其二,隱含體系節(jié)點(diǎn)確定和判斷。首先,在隱含體系中,神經(jīng)元缺點(diǎn)和判斷方法,需在16個神經(jīng)元輸入后,在14個神經(jīng)元輸出行為結(jié)束后,多次對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)式,對模型優(yōu)化完善,直到獲得合適數(shù)值。在實(shí)際訓(xùn)練中,優(yōu)先設(shè)計(jì)神經(jīng)元隱含體系神經(jīng)元數(shù)量,結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和信息,把其作為集體訓(xùn)練集,開展網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。其次,把其余系統(tǒng)作為測試集,對網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練效果好體系進(jìn)行預(yù)測和預(yù)測。把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)泛化性能作為評判指標(biāo),線性回歸方法具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較和分析期間,可以利用這一方法開展。

        3 結(jié)論

        綜上所述,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是具有代表性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其是依據(jù)誤差逆轉(zhuǎn)理論標(biāo)準(zhǔn),利用誤差逆轉(zhuǎn)理論進(jìn)行傳播和計(jì)算,具有反饋網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)。在運(yùn)用過程中,設(shè)計(jì)規(guī)劃BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)布局,對以往發(fā)電功率信息與數(shù)據(jù),氣象數(shù)據(jù)信息篩選,在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型中輸入,把奇異數(shù)據(jù)信息清理。布局形式設(shè)計(jì)為三層結(jié)構(gòu),充分考慮輸入因子時(shí)間,輸入因子環(huán)境溫度與光照度,了解組件潔凈度,輸出電量設(shè)為光伏發(fā)電的有用功出力狀態(tài)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張艷霞,趙杰.基于反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2011(15):96-101+109.endprint

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