基于粗糙集理论-主成分分析的Elman神经网络短期风速预测.pdf

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1、第42卷第11期电力系统保护与控制VloI．42NO．112014年6月1日PowerSystemProtectionandControlJun．1．2014基于粗糙集理论一主成分分析的Elman神经网络短期风速预测尹东阳，盛义发，蒋明洁，李永胜，谢曲天(南华大学电气工程学院，湖南衡阳421001)摘要：为了解决传统静态前馈神经网络(FNN)在短期风速预测中易陷入局部最优值及动态性能的不足，引入Elman动态神经网络建立风速预测模型，采用主成分分析法(PCA)对原始风速数据进行特征提取以优化神经网络的输入，改进激励函数和网络结构

2、以寻求函数收敛速度和预测精度的最优解。针对Elman~经网络预测模型在风速波动的峰值处预测误差较大及预测精度存在波动性，提出采用粗糙值理论对模型预测值进行修正与补偿，进一步提高预测精度。实验证明：所提出的方法能有效提高预测精度，增强神经网络模型的泛化能力，具有较好的实用性。关键词：风速预测；Eiman神经网络；主成分分析；粗糙集理论；预测值修正Short—termwindspeedforecastingusingElmanneuralnetworkbasedonroughsettheoryandprincipalcomponen

3、tsanalysisY1NDong—yang，SHENGYi-fa，JIANGMing~ie，LIYong·sheng，XIEQu—tian(CollegeofElectricalEngineering，UniversityofSouthChina，Hengyang421001，China)Abstract：Becausethetraditionalstaticfeedforwardneuralnetworks(FNN)areeasytofallintolocaloptimumandlackofdynamicperformanc

4、e，thewindspeedpredictionmodelusingElmanneuralnetwork(ElmanNN)isestablished，theprincipalcomponentanalysis(PCA)isusedtoextractthefeatureofwindspeeddata，whichoptimizestheinputsofElmanNN．Furthermore，excitationfunctionandthestructuresofnetworkareimprovedtosearchfortheopti

5、mumsolutionoffunctionconvergencerateandpredictionaccuracy．TosolvelargeerrorandpredictionaccuracyfluctuationsoftheElmanNNmodelatthepeakvalueofwindspeed，theroughsettheoryisproposedtocompensateandcorrectthepredictedvaluestofurtherimprovetheforecastedresults．Experimental

6、resultsshowthatthepredictionaccuracyisefectivelyimprovedmadthegeneralizationabilityofElmanNNisenhancedusingtheproposedmethod．Thismodelhaspreciseforecastingandstrongpracticability,SOithaspromotedvalue．ThisworkissupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．5127

7、7056)．Keywords：windspeedforecasting；Elmanneuralnetwork；principalcomponentsanalysis(PCA)；roughsettheory；predictedvaluecorrection中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1674-3415(2014)11—0046-06风电场发电功率预测曲线l。准确预测风电场风速0引言不但是风电功率预测的基础，而且对风电场的规划风速的随机性和间歇性导致风电功率具有波设计、开停机计划安排、电力系统安全运行以及提动性的特

8、点，对风电功率进行准确预测是提高电网高经济效益等都具有重要意义。运行稳定性，保障电力系统制定合理调度计划的有目前，用于风速预测的方法主要分为两类：基效途径[¨。目前，我国已强制性要求风电场每天按于物理模型和基于历史数据的方法。前者一般选用照电力系统调度机构规定的