專利名稱：一種基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的逐漸枯竭，對(duì)環(huán)境污染與氣候惡化所產(chǎn)生的嚴(yán)要影響，太陽(yáng)能以及風(fēng)電、光伏等可再生能源等新型發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式發(fā)電系統(tǒng)日漸成為滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求、減少環(huán)境污染、提高能源綜合利用效率和供電可靠性的一種有效途徑，在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。然而受地理?xiàng)l件、天氣情況和外部環(huán)境等因素的影響，這些可再生電源的能量輸出具有間歇性和隨機(jī)性，對(duì)其發(fā)電量的預(yù)測(cè)也比傳統(tǒng)發(fā)電方式預(yù)測(cè)復(fù)雜。太陽(yáng)能是一種無(wú)污染的可再生能源，太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有不消耗燃料、不受地域限制、規(guī)模靈活、無(wú)污染、安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是一種廣泛應(yīng)用的分布式發(fā)電系統(tǒng)。但其發(fā)電受太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、電池組件溫度、天氣、云層和一些隨機(jī)的因素的影響，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程是一個(gè)非平衡的隨機(jī)過(guò)程，其發(fā)電量和輸出電功率隨機(jī)性強(qiáng)、波動(dòng)大、不可控制，在天氣突變時(shí)表現(xiàn)的尤為突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)分布式光伏電源間歇性、不確定性，因而難以預(yù)測(cè)發(fā)電量的問(wèn)題，提出一種基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法。利用區(qū)間二型模糊邏輯處理不確定性問(wèn)題的能力，得到分布式光伏電源發(fā)電量的區(qū)間二型模糊預(yù)測(cè)集合及其單一型預(yù)測(cè)值。其中，區(qū)間二型模糊預(yù)測(cè)集合，明確了光伏電源發(fā)電量的波動(dòng)區(qū)間范圍；單一型預(yù)測(cè)值，則具有更高的精確度。本發(fā)明的方法既給出了精確的預(yù)測(cè)值，也能得到預(yù)測(cè)模糊區(qū)間。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，累積光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度、光伏電源發(fā)電量歷史數(shù)據(jù)；訓(xùn)練和構(gòu)造區(qū)間二型模糊邏輯系統(tǒng)，包括模糊器、規(guī)則庫(kù)、推理機(jī)、降型器和解模糊器五個(gè)模塊；將實(shí)時(shí)光照、溫度、濕度數(shù)據(jù)輸入到所構(gòu)造的區(qū)間二型模糊邏輯預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，輸出得到分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)精確值，及其區(qū)間二型模糊集合。為了提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，采用多輸入單輸出方式，累積光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度和發(fā)電量歷史數(shù)據(jù)，將光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度作為輸入，發(fā)電量作為輸出，訓(xùn)練和構(gòu)造區(qū)間二型模糊邏輯預(yù)測(cè)系統(tǒng)；對(duì)于光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度采用均方差不確定的高斯函數(shù)作為其上、下隸屬度函數(shù)，將輸入的精確值模糊化為單值二型模糊集合。區(qū)間二型模糊邏輯系統(tǒng)的規(guī)則采用“IF-THEN”形式，Mamdani推理模型；由輸入和規(guī)則前件產(chǎn)生激活集合，再由激活集合與后件集合計(jì)算輸出，參與計(jì)算的是各集合的上、下隸屬度函數(shù)；推理過(guò)程包括計(jì)算適配度、求激勵(lì)強(qiáng)度、求有效的后件隸屬度函數(shù)和求總輸出隸屬度函數(shù)。為進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性，采用中心集降型方法，將各規(guī)則發(fā)電量集合用質(zhì)心來(lái)代替，然后求質(zhì)心的加權(quán)平均值，最終得到質(zhì)心區(qū)間，計(jì)算中采用K-M迭代過(guò)程來(lái)計(jì)算。解模糊化，輸出區(qū)間二型模糊集合，其中心即為所求發(fā)電量的單一型預(yù)測(cè)值。構(gòu)造區(qū)間二型模糊邏輯系統(tǒng)過(guò)程如下:(I)設(shè)計(jì)模糊器:對(duì)于光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度及濕度均選用均方差不確定的高斯函數(shù)作為其上、下隸屬度函數(shù)，將輸入的精確值代入單點(diǎn)模糊化為單值二型模糊集合。所述的
上、下隸屬度函數(shù)形式為:
權(quán)利要求
1.一種基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:累積光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度、光伏電源發(fā)電量歷史數(shù)據(jù)；訓(xùn)練和構(gòu)造區(qū)間二型模糊邏輯系統(tǒng)，包括模糊器、規(guī)則庫(kù)、推理機(jī)、降型器和解模糊器五個(gè)模塊；將實(shí)時(shí)光照、溫度、濕度數(shù)據(jù)輸入到所構(gòu)造的區(qū)間二型模糊邏輯預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，輸出得到分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)精確值，及其區(qū)間二型模糊集合。
2.如權(quán)利要求書I所述的基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:采用多輸入單輸出方式，累積光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度和發(fā)電量歷史數(shù)據(jù)，將光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度作為輸入，發(fā)電量作為輸出，訓(xùn)練和構(gòu)造區(qū)間二型模糊邏輯預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求書I或2所述的基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:對(duì)于光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度采用均方差不確定的高斯函數(shù)作為其上、下隸屬度函數(shù)，將輸入的精確值模糊化為單值二型模糊集合。
4.如權(quán)利要求書3所述的基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:區(qū)間二型模糊邏輯系統(tǒng)的規(guī)則采用“IF-THEN"形式，Mamdani推理模型； 由輸入和規(guī)則前件產(chǎn)生激活集合，再由激活集合與后件集合計(jì)算輸出，參與計(jì)算的是各集合的上、下隸屬度函數(shù)；推理過(guò)程包括計(jì)算適配度、求激勵(lì)強(qiáng)度、求有效的后件隸屬度函數(shù)和求總輸出隸屬度函數(shù)。
5.如權(quán)利要求書4所述的基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:采用中心集降型方法，將各規(guī)則發(fā)電量集合用質(zhì)心來(lái)代替，然后求質(zhì)心的加權(quán)平均值，最終得到質(zhì)心區(qū)間，計(jì)算中采用K-M迭代過(guò)程來(lái)計(jì)算。
6.如權(quán)利要求書5 所述的基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:解模糊化，輸出區(qū)間二型模糊集合，其中心即為所求發(fā)電量的單一型預(yù)測(cè)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于二型模糊邏輯的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟累積光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度、光伏電源發(fā)電量歷史數(shù)據(jù)；訓(xùn)練與構(gòu)造區(qū)間二型模糊邏輯預(yù)測(cè)系統(tǒng)；將實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度作為初始參數(shù)輸入?yún)^(qū)間二型模糊邏輯預(yù)測(cè)系統(tǒng)，輸出得到兩種類型的光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)，即單一型預(yù)測(cè)值和區(qū)間二型模糊預(yù)測(cè)集合。本發(fā)明采用中心集降型方法，得到發(fā)電量預(yù)測(cè)的區(qū)間二型模糊集合，能很好地描述光伏發(fā)電量的波動(dòng)性；采用解模糊方法，從區(qū)間二型模糊集合中提取單一型預(yù)測(cè)值，有效地提高了預(yù)測(cè)精度。本發(fā)明提出的分布式光伏電源發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，既可以用于精確型預(yù)測(cè)，也可用于模糊型預(yù)測(cè)，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103077300SQ20121055871
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者喻潔, 吳在軍, 竇曉波, 馮其芝 申請(qǐng)人:東南大學(xué)