基于数据的风电场短期风速预测
[Abstract]:Energy is an important material basis for the progress of human society and economic development.Traditional energy sources such as coal, oil and natural gas are not only limited in quantity, but also cause environmental pollution.In recent years, the development of renewable energy has gradually become the consensus of the international community.Wind energy is a kind of renewable energy produced by the work of air flow. According to the statistics of meteorological departments, the wind energy that can be exploited and utilized is more than 1 billion kilowatts. Accurate and reliable short-term wind power forecasting plays an important role in smart grid dispatching, reducing the economic losses caused by grid integration, and reducing the risk of grid transmission and integration. This paper presents a short-term wind speed prediction model based on the actual data of a wind farm in East China. The main contents are as follows: (1) data preprocessing of wind farms. The missing values and unreasonable data are processed to eliminate the outliers which are weak in robustness and far from the actual values. The outliers are corrected reasonably and the over-strangling phenomena are prevented. The performance parameters (including soft ones) are used. Threshold, filter scale, basis function and filter level are adjusted to determine the best wavelet filter level, and wavelet denoising is carried out reasonably on the premise of preventing over-smothering and setting noise level. (2) Research on prediction modeling framework. The contribution value and criterion function are used to select the model variables and estimate the model order to select the factors that have significant influence on the output variables. Meanwhile, the short-term data structure characteristics and correlation methods are used to eliminate the short-term local extremum effect, and the relevant criteria are used to optimize the model structure and prevent over-fitting. Finally, based on RBF network, cross validation method is used to validate the model structure. (3) Research on short-term wind speed prediction modeling. The network model selection, sample complexity reduction and calculation efficiency optimization of wind speed modeling for wind farms are discussed by the methods of design, parameter optimization, manifold algorithm dimensionality reduction and structure analysis. The length design method of penalty term of information criterion is introduced to solve practical problems, improve calculation efficiency, simplify structure and improve model. Extension ability. (4) Frequency decomposition and multi-model AdaBoost network integration. Because wind speed can be regarded as the cumulative superposition of several different frequency components with fluctuation and periodicity, this paper uses wavelet transform based on short-time Fourier analysis to analyze. The multi-resolution wavelet transform is used to find the resolution which has the similar frequency characteristics with the wind speed decomposition component, and then the high-precision model is built according to the characteristics of each frequency component. The combination of the neural network improves the "defect" of over-fitting and easily falling into local minima of the neural network, and improves the generalization ability of the neural network.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM614
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本文编号:2233082
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