基于改进的BP神经网络估算太阳辐射的研究

合集下载

基于改进BP神经网络的价格预测模型研究

ＳｔｕｄｙｏｎｐｒｉｃｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ／
ＳＵＮＨｏｎｇｍｉｎ，ＷＵＪｉｎｇｔｉｎｇ，ＬＩＸｉａ０ｍｉｎｇ（Ｓｃｈｏ０ＩｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｉｔｃａｎｂｅａｒｂｉｔｒａｒｙｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｆａｃｔｏｒｓｏｆａｎｉｍａｌｐｒｏｄｕｃｔｓｐｒｉｃｅｃｈａｎｇｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓＭＡＴＬＡＢｔｏｒｅａｌｉｚｅａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｒａｉｎｉｎｇｏｆＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｎｅｕｒａｌｎｅｗｏｒｔｋａｌｇｏｒｉｔｈｍｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｔｈｅｍ０ｍｅｎｔｕｍｉｎｔｈｅｗｅｉｇｈｔｓｏｆｉｔｅｍｓ．ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｐｕｔｌａｙｅｒｔｏｈｉｄｄｅｎｌａｙｅｒｕｓｅｓｔｈｅＳ

光伏发电系统功率预测方法研究综述

光伏发电系统功率预测方法研究综述摘要：目前，光伏发电功率预测可分为依据历史数据建立的物理统计模型和运用智能算法建立的学习模型。

物理统计模型较多采用依据天气预报数据计算预期功率输出，此外还有多尺度软测量、多时间尺度测量等。

而学习模型有利用遗传算法优化BP神经网络、Elman神经网络、长短时记忆神经网络、支持向量机（SVM）、最小二乘支持向量机等。

但是这些模型受到自身参数少、预测时间长等影响，直接导致预测误差增大。

本文主要分析光伏发电系统功率预测方法研究综述。

关键词：光伏发电；功率预测引言太阳能是一种清洁的可再生能源，光伏发电是太阳能利用的主要方式之一。

光伏发电能够减轻化石能源使用过程中产生的空气、水污染等环境问题。

自20世纪80年代起，光伏发电量占不同国家总发电量的比例持续提升，世界主要发达国家均研究光伏发电技术，以提升光伏发电能力。

光伏发电系统受太阳辐射强度与气象条件影响较大，导致系统发电功率存在较高随机性、波动性以及间歇性，这些均对电网稳定运行产生不利影响，因此预测光伏发电功率有重大意义。

1、光伏电站功率监测技术为了提高光伏电站的运行可靠性，减少光伏发电功率波动对电网带来的危害，目前主流的做法是采用由静止同步补偿器和储能系统构成的新型功率补偿器，即当光伏电站发电功率波动引起的电压跌落超过相应极限时，就及时采用该新型功率补偿器向电网提供无功功率。

另一种做法，则是借助短期功率预测算法，提前预判光伏电池板阵列的发电出力，再结合采用功率补偿装置，及时调整光伏电站的工作状态，以降低光伏电站功率波动对电网的危害性。

而以上预防和无功补偿措施的采取，都是基于功率监测结果开展的。

目前在光伏电站，有关功率监测方法和技术实现的研究，通常是与功率补偿策略、短期功率预测算法研究综合在一起进行的。

随着光伏发电项目的不断增多，部分地区在条件适宜的屋顶上也在积极推行小型光伏电站的建设。

如此，这部分屋顶拥有者既是电能的消费者，同时也成为电能的生产者。

基于EEMD和BP神经网络的短期光伏功率预测模型

基于EEMD和BP神经网络的短期光伏功率预测模型
于群;朴在林;胡博
【期刊名称】《电网与清洁能源》
【年(卷),期】2016(032)007
【摘要】为了实现对并网型光伏电站调度,提出了一种基于集合经验模态能分解(EEMD)与BP神经网络的短期光伏出力的组合预测模型.利用集合经验模态分解将光伏出力序列分解,得到本征模函数分量IMF和剩余分量Res,降低序列的非平稳性.采用游程检验法优化因IMF分量数量多造成的建模过程复杂的问题,针对优化后的分量分别建立相应的BP神经网络预测模型.利用该方法对额定容量为40 kW的光伏系统进行预测,并与EMD-BP神经网络和传统的BP神经网络模型进行比较分析.结果表明,所提出的方法有效地提高了预测精度.
【总页数】6页(P132-137)
【作者】于群;朴在林;胡博
【作者单位】沈阳农业大学信息与电气工程学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学信息与电气工程学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学信息与电气工程学院,辽宁沈阳 110866
【正文语种】中文
【中图分类】TM615
【相关文献】
1.基于EEMD-HS-SVM的短期风功率组合预测模型 [J], 姬广龙;袁越;黄俊辉;关志坚;吴涵;杨苏
2.基于Kalman滤波和BP神经网络的光伏超短期功率预测模型 [J], 王雨;苏适;严玉廷
3.基于改进EEMD-SE-ARMA的超短期风功率组合预测模型 [J], 田波;朴在林;郭丹;王慧
4.基于改进BP神经网络的光伏发电系统输出功率短期预测模型 [J], 丁明;王磊;毕锐
5.基于CEEMDAN和改进时间卷积网络的短期风电功率预测模型 [J], 赵凌云;刘友波;沈晓东;刘代勇;吕霜
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于BP神经网络算法的光伏发电预测研究

神经网络算法的光伏发电预测研究式中，P V为光伏电源的输出功率；源额定功率；G C为工作点的辐射强度；温度，其值与环境温度近似；k为功率温度系数。

由此式中，di为Xi和Yi之间的等级差。

气温、相对湿度、全球水平辐射(W/m2)、风向、降水的逐小时数据；Y2.2 光伏发电输出功率预测模型建立（1）构建神经网络架构。

具有s型隐神经元和线性输出神经元的两层前馈网络，在数据一致和隐层神经元足够多的情况下，可以很好地拟合多维映射问题。

本文利用MATLAB中的神经网络拟合模块，建立具有图2 双层前馈神经网络输入-输出关系（2）结果分析。

经过MATLAB模拟贝叶斯算法训练出来的模型，多次调整分析后，每迭代一次神经网络参数都会经过调整，经过多次迭代后，均方误差(MSE)随之降低，但是随着网络开始过度拟合训练后，验证的数据集将会增加，均方误差也会增加，matlab中均方误式中，SSE表示和方差；n表示样本个数；真实数据；表示拟合的数据；w i＞0。

图3为神经网络的训练性能，由图可知，经过轮的训练迭代之后，最佳的训练性能是第0.15283，并且整体的训练结果和测试结果的变化曲线相对贴合，说明训练出来的神经网络模型图3 神经网络训练性能结语本研究通过选用斯皮尔曼相关性分析识别出影响光伏发电输出功率的关键因素，并采用贝叶斯正则化算法优化神经网络，构建了对光伏发电输出功率的准确预测模型。

该模型建基于大量实践数据，能够捕获复杂的非线性关系，实现更高的准确性和稳定性。

核心优势在于提升了光伏发电输出功率预测的精度。

通过重要影响因素选择和优化算法，模型达到了较高的解释力和精度。

本研究进一步提高了光伏发电输出功率预测模型的准确率。

本模型所采用的自变量在实际中较难获取，未来研究应与实践紧密结合，构建精度更高、覆盖更广、实用价值更大的光伏发电输出功率预测模型，为我国光伏发电事业发展提供有力支撑。

参考文献：图1 2015年全年光伏发电数据集表1 光伏发电阵列参数名称参数数组评级10.5kW面板评级175W面板数量2×30面阵列区2×38.37m2逆变器尺寸2×6kW逆变器类型SMA SMC 6000A 追踪器类型DEGEnergie 5000NT。

基于改进粒子群算法的BP神经网络模型研究

算法上下波动幅度较大，多次出现水平不变．改进
第ｌ期
姚尔果，：于改进粒子群算法的Ｂ等基Ｐ神经网络模型研究
１９０
的ＤＳＰＯ算法不易陷入局部最优，以进行全局寻可
优，找全局最优点．寻
平缓，拟合性较好．真结果证明了经改进的粒子仿
（）根据（）（）５，６５３，４，（）（）式不断的更新
粒子位置和速度．
［］徐晋．２一种前馈神经网络综合快速学习算法［］内蒙古工Ｊ．
业大学学报，０３，２（：３２０２３）２２—２６３．
（）粒子适应度函数值满足预设精度或迭代６
粒子ｉ在搜索位置上进化的程度，表示了粒子的目
其中
…
（）为第粒子在第ｔ迭代时对应的ｆ）个次
函数值ｉｔ）＝厂（）啦（）（）（ｔ，ｔ，（））ｔ，．（）为最优粒子在第）次迭代时对应的函数值（）＝ｍｉ（ｔ）ｔ）ｎｘ（）．ｆ
持值为０时，已经找到了最优值或者算法停滞．粒子改进的惯性权重按照下式变化：
（￡＋１＝Ｃ × （）ａｔ＋１ＣＥ（，）（））ｔ／（），Ｏ１６
由图３和图４可以看出，ＰＯ算法具有更快的收ＤＳ敛性，曲线基本趋于单调下降状态，其而标准ＰＯＳ
和较好的拟合性能．
参考文献：

基于BP 神经网络的新能源光伏发电功率预测方法研究

摘
要
论文题目：基于 BP 神经网络的新能源光伏发电功率预测方法研究学生姓名：李启帆指导教师：刘俊
摘
要
随着全球能源需求的快速增长，太阳能光伏发电得到了越来越多的应用。然而，太阳能光伏发电受很多随机因素的影响，这使得光伏系统输出功率具有不确定性的特点。光伏系统输出功率的精确预测对电力系统的建设规划、调度管理和运行控制有着重要的意义。本文首先引入统计学中的相关性分析理论，对主要气象因素与光伏系统输出功率的相关程度做了分析，进而选出与光伏出力相关程度大的气象因素作为预测模型输入的气象参数。然后针对传统 BP 神经网络学习算法收敛速度慢和易陷入局部极小点的问题，设计了改进学习算法的 BP 神经网络光伏系统输出功率预测模型。该模型可以根据预测日和训练样本的具体情况确定神经网络的最优结构，在保证神经网络良好学习性能的同时增强其泛化能力。最后本文采用 Matlab 软件编写了基于 BP 神经网络光伏系统输出功率的预测程序，并利用四种不同天气类型的算例对预测模型进行了测试。计算结果表明，模型在晴天的预测结果最佳，在阴天的预测结果相对较差。本文还对比了三种最佳相似日选取方法在四种不同天气类型下的预测结果。对比结果表明，本文所采用的基于聚类分析选取最佳相似日的方法在多云、阴天和雨天的预测中相比其他两种方法的预测误差有所降低，显示了本文设计的光伏系统输出功率预测模型的优越性。
ABSTRACT
As the increasing demand for global energy, photovoltaic power generation has been widely applied. The output power of photovoltaic power generation systems is influenced by many random factors, which make the output power uncertain and intermittent. Therefore, accurate power forecasting of the photovoltaic power generation systems is of great significance for the construction planning, dispatching management and operation control of the power system. Using the theory of correlation in statistics, the thesis analyzes the correlation between main meteorological factors and the output power of a photovoltaic power generation system. The meteorological factors which have strong correlation with the output power are chosen as the meteorological variables of the input of the forecasting model. Since BP neural network with conventional learning methods has some inherent defects on convergence rate and avoidance of the local minimum, the thesis constructs a photovoltaic power forecasting model based on BP neural network with an improved learning method. And the proposed BP neural network can optimize its structure according to the objective day and the training set in order to obtain a strong learning ability and a good predictive performance. Based on BP neural network, the thesis establishes the power forecasting model on Matlab for the photovoltaic power generation systems and tests the model with four examples of different types of weather. The results show that the predictive performance on sunny days is the best with the mean absolute percentage error (MAPE) equaling 5.36% and that the predictive performance on overcast days is the worst with the MAPE equaling 40.11%. The thesis also compares the predictive performances of three different approaches for choosing the best similar day. The result shows that the predictive performances with cluster analysis which is applied in the thesis are better than those of the other two methods on cloudy, overcast and rainy days. The results indicate the validity and superiority of the proposed power forecasting model in the thesis.

一种改进的BP神经网络在故障诊断中的应用研究

Ｋｅｙｗｏｒ：Ａｒｉｃｉｌｎｕａｅｗｏｋ；ＢＰｎｕａｅｗｏｋｄｓｔｆａｅｒｌｎｔｒｉｅｒｌｎｔｒｓ：Ｆａｌａｏｉｕｔｄｉｇｓｓｎ
人工神经网络… （ＮＡＮ，ＡｔｃｌＮｕａＮｔｒｆｉｅｒｅｉａｉｌ — ｗｒｓｏｋ）是属于人工智能（ｒｆｉｔｌｅｃ）范畴ＡｉｃＩｅｉｎｅｔｉａｎｌｇｌ
Ａｂｔａｔｒｆｉｅｒｅｏｋ（Ｎ，ａｏｕｉｇｍｄｌｏｓｓｉｇｈｓ－ｏｌｅｒａｐｎｂｉ，ｈｓｉｅａｐｉｓｃ：ＡｔｃａｎｕａｎｔｒＡＮ）ｓａｍｐｔｏｅｐｓｓｉｎｎｉａｐｉｇቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｉｔｒｉｌｉｌｗｃｎｅｎｈｎｍｌｙａｗｄｌａｐ —
ｃｔｎｆｔｒｎｅｇｎｅｉｇｔｎｅｎｔｒｄｆｅｔｅｓｍｐｅＳｍａｈｍａｉａｄｌｎｙｂａｓｏｔｄｉｇｔｅｓｍｐｅｄｔａｅａｉｕｕｅｉｎｉｅｒｎ．Ｉｅｄ ’ ｐｅｅｎｈａｌ’ ｏｉｔｅｔｌｍｏｅ，ｏｌｙｍｅｎｆｕｙｎａｌａａｉｃｎｂｃｓｈｔｕｅｏａｌｄａｎｓｓＣｍｂｎｄｗｉｏｒｃｉａｐｏｌｍｓｉａｌｄａｎｓｓｏｏｕｅｎｅｒｔｄｓｒｉｅｔｅｍｅｏｓｏｏｓｄｆｒｆｕｔｉｇｏｉ．ｏｉｅｔｓｍｅｐａｔｌｒｂｅｎｆｕｔｉｇｏｉｆｍｐｔｒｉｔｇａｅｅｖｃ，ｈｔｄｆｗｈｃｃｈｈｔｓｈｍｐｏｅＰＮＮｉａｌｄａｏｉｎｈｒｂｅｉｈｓｏｌｅｐｉｔｎｉｎｔｅｅｄｓｕｓｄｈｅｕｔｉｄｃｔｓｏｕｅｔｅｉｒｖｄＢ — ｎｆｕｔｉｇｓｓａｄｔｅｐｏｌｍｓｗｈｃｈｕｄｂａｄａｔｔｏｗｒｉｃｓｅ．Ｔｅｒｓｌｎｉａｅｎｅｏｔａｈｓｍｅｏｓｆａｉｌ．ｈｔｔｉｔｄｉｅｓｂｅｈ

基于改进的BP神经网络的入侵检测研究

随着网络规模几何级的增长，网络入侵手段也
日趋多样、复杂化，传统的静态防入侵技术一防火墙已经无法满足新形式下网络安全的要求，入侵检测系统（ｎｕｉｎＤｅｃｏｙｔｍ，简称Ｉ）由ＩｔｓｏｔｔｎＳｓｒｅｉｅＤＳ
传统的对于入侵检测系统的研究，主要有基于规则和基于专家知识库的方法【，但是这些方法过２】于依赖规则库和专家知识库，造成了自身的适应性不强的缺陷。神经网络通过模拟人类大脑的思维方法来处理信息，具有自组织、自学习、自适应的特点，这使得如何将神经网络运用到入侵检测技术成
ＫｅｒｓＢＰｎｕａｎｔｏｋｉｔｓｏｅｅｔｌｃｌｎｍｕ；ａｉｎｅｃｎｙｗｏｄ：；ｅｒｌｅｗｒ；ｎｒｉｎｄｔｃ；ｏａｉｍｇｄｅｔｓｅｔＪｕ第４期２１０１年７月
Ｖ１２Ｎｏ４ｏ．．３Ｊｌ２１ｕｙ０１
井冈山大学学报（自然科学版）ＪｕｎｌｆｉｇａｇｈｎＵｎｖｒｔＮｔｒｌｃｎｅｏｒａｎｇｎｓａｉｅｓｙ（ａｕａＳｉｃ）ｏＪｉｅ
文章编号：１７－０５２１）４０６－５６４８８（００－０６０１
ＲＥＳＥＡＲＣＨｏＮＮＴＲＵＳｏＮＩＩＤＥＴＥＣＴＩｏＮＢＡＳＥＤｏＮＭＰＩＲｏＶＥＤＢＰ
ＮＥＵＲＡＬＥＴＷＯＲＫ
ＷＡＮＧＢ０，ＬＵＯＣｈＯａ

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ＺＨＡＯＸｉｎ — ｙｕ．ＹＵＹｏｎｇ — ｃｈａｎｇ
（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｈｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
ｅｌａｎｄｔｈｅａｃｔｕａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｓｕｎｓｈｉｎｅｄｕｒａｔｉｏｎ；ＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ
０．４９９ห้องสมุดไป่ตู้ ＭＪ・ｍ～ａｎｄ３．９０％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗａｓｒｅａｃｈｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｏｄ－
１２月
文章编号：１０００— ２３４０（２０１３）０６— ０７３２— ０５
基于改进的ＢＰ神经网络估算太阳辐射的研究
赵昕宇，余泳昌
（河南农业大学机电工程学院，河南郑州４５０００２）
摘要：依据鸟鲁木齐市气象站多年来的气象数据，利用改进ＢＰ神经网络建立太阳辐射日总量与日照时数的关系模型，并与一些常用函数的曲线拟合结果进行分析比较，以建立有效的基于日照时数的太阳辐射估算模型．利用改进的ＢＰ神经网络模型估算日辐射总量，其绝对误差和相对误差分别为０．４９９ＭＪ－Ｉｎ和３．９０％，估算结果与
第４７卷第６期
２０１３钲
河南农业大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏ１．４７ＮＯ．６Ｄｅｌ２．２Ｏｌ３
实测值吻合良好．
关键词：太阳辐射；日照时数；ＢＰ神经网络中图分类号：ＴＫ５１３文献标志码：Ａ
ＳｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄａｉｌｙｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｄａｉｌｙｓｕｎｓｈｉｎｅｄｕｒａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｄＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａｏｆｍａｎｙｙｅａｒｓｆｒｏｍｔｈｅＵｒｕｍｑｉｗｅａｔｈｅｒｓｔａｔｉｏｎ．Ｓｏｍｅｏｔｈｅｒｃｏｍｍｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｌｓｏａｐｐｌｉｅｄｔｏｔａｋｅｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇｂｅ－ｔｗｅｅｎｔｈｅｄａｉｌｙｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｄａｉｌｙｓｕｎｓｈｉｎｅｄｕｒａｔｉｏｎｓａｎｄｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅ１．ＴｈｅｄａｉｌｙｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｅｒｒｏｒａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｏｒｏｆｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｖａｌｕｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｗａｓ