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供用电2025年第11期:计及信号模态分解与重构的风电功率组合预测

来源:期刊VIP网 时间:


作者:熊永康;喻性利;郑畅宇;刘岩;夏永洪;宋冠宏;

单位:国网江西省电力有限公司电力科学研究院;南昌大学信息工程学院;

摘要:为提高风电功率预测精度,针对风电数据多维性、强波动性等特征,提出一种基于自适应白噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)与极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)的组合预测方法。首先,对风电功率信号实施分解与重构处理:采用CEEMDAN将原始信号分解为若干本征模态函数(intrinsic mode functions,IMFs),并依据样本熵准则对各子序列进行重构,将其划分为高频分量与低频分量。随后,构建CEEMDAN-LSTM-XGBoost组合预测模型,通过皮尔逊相关系数分析识别与风电功率显著相关的环境变量,并将筛选出的关键外部因素与历史功率数据组合输入模型,以确定LSTM与XGBoost各自预测误差最小的最优输入特征集。最终,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)确定LSTM与XGBoost模型输出的最优组合权重。算例分析结果证实,提出的CEEMDAN-LSTM-XGBoost模型相较传统LSTM与XGBoost单一模型具有显著更高的预测精度。

关键词:风电功率预测;;自适应白噪声完备经验模态分解;;长短期记忆神经网络;;XGBoost模型;;粒子群优化算法

基金资助:江西省自然科学基金项目(20242BAB20051,20252BAC240666,20252BAC240026)~~