南京航空航天大学姜文颖获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于NGBoost算法和储能控制的光伏发电量预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119067250B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411049941.4,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权一种基于NGBoost算法和储能控制的光伏发电量预测方法是由姜文颖;袁仕明设计研发完成,并于2024-08-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于NGBoost算法和储能控制的光伏发电量预测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于NGBoost算法和储能控制的光伏发电量预测方法,步骤如下:将收集的原始数据集划分为多组特征列,对每个特征列做异常值检测;对异常值进行替换,得到预处理后的数据集;将预处理后的光照强度分解成多个模块,再将每个模块的数据划分为点训练集和点测试集,对A‑BiGRU点预测模型进行训练和评估,以得到点预测光照强度;通过NGBoost区间预测模型对预测光照强度进行区间预测,得到区间预测光照强度;将光照强度转换为光伏发电量,得到预测光伏发电量以及区间上下限对应的光伏发电量;根据区间上下限对应的发电量选取合适储能容量,构建储能控制预测系统。本发明提高了预测的精度,并满足并网要求。
本发明授权一种基于NGBoost算法和储能控制的光伏发电量预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于NGBoost算法和储能控制的光伏发电量预测方法,其特征在于,包括步骤如下: S1,将收集的原始数据集按照时间和特征划分为多组特征列,对每个特征列采用孤立森林方法进行异常值检测; S2,采用三次样条插值方法对每个特征列的异常值进行替换,然后合并所有特征列,得到预处理后的数据集; S3,采用CEEMDAN分频算法,将预处理后的光照强度分解成多个模块;再将每个模块的数据划分为点训练集和点测试集,分别对A-BiGRU点预测模型进行训练和评估,保存最佳的A-BiGRU点预测模型;以气象数据X作为A-BiGRU点预测模型输入,将各个模块的点预测结果线性相加,得到点预测光照强度结果Yi; S4,采用预处理后的数据集和点预测光照强度结果,通过NGBoost区间预测模型对预测光照强度进行区间预测,得到区间预测光照强度结果; S5,采用MPPT算法将光照强度转换为光伏发电量,得到预测光伏发电量以及光照强度区间上下限对应的光伏发电量; S6,根据发电量上限值和下限值选取合适储能容量,构建储能控制预测系统;设定储能控制逻辑为:当真实发电量大于预测发电量时,储能充电;当真实发电量小于等于预测发电量时,储能放电; 步骤S3中,采用CEEMDAN分频算法将光照强度分成多个模块的实现步骤如下: S31,对原始光照强度xt添加不同的白噪声序列,形成多个噪声增强信号;设添加的噪声为ωit,则得到: xit=xt+ωit 其中,xit为第i个噪声增强信号; S32,对每个噪声增强信号进行EMD分解,得到本征模态函数IMF; S33,将所有噪声增强信号得到的第一个IMF取平均,得到原始光照强度的第一个IMF1: 其中,M是噪声增强信号的个数; S34,从原始光照强度xt中减去第一个IMF1,得到剩余信号: rit=xt-IMF1 其中,rit表示剩余信号; S35,对剩余信号rit重复步骤S31-步骤S34,继续添加白噪声并进行EMD分解,得到剩余信号的IMF,直到所有IMF提取完毕,剩余信号成为单调函数或白噪声; S36,将所有IMF合成,得到完整的原始光照强度分解结果; 步骤S3中,对于A-BiGRU点预测模型,以气象数据X作为输入、光照强度分解态作为输出yi;将各模块的点训练集输入到A-BiGRU点预测模型中进行训练,采用各模块的点测试集进行点预测,对A-BiGRU点预测模型进行评估,得到各个模块所对应的最终A-BiGRU点预测模型; 步骤S4中,得到目标光照强度预测区间的详细步骤如下: S41,将预处理后的历史气象数据X作为输入,输入到A-BiGRU点预测模型中,得到光照强度点预测值Yi; S42,将光照强度点预测结果Yi与真实的光照强度Y的误差值记为输出δ,以历史气象数据X和误差值δ构建新的区间预测数据集,将该区间预测数据集划分为区间训练集和区间测试集; S43,以历史气象数据X作为输入,误差值δ作为输出,将区间训练集输入到NGBoost区间预测模型中,对NGBoost区间预测模型进行训练,采用区间测试集进行区间预测,得到训练好的NGBoost区间预测模型; S44,将预处理后的历史气象数据X和点预测误差δ输入到训练好的NGBoost区间预测模型中,得到搭建目标光照强度预测区间所需要的概率分布参数均值μ和标准差σ; S45,根据概率分布参数均值μ和标准差σ得到目标光照强度预测区间: Iα=[μ-zα2σ,μ+zα2σ] 其中,α是置信区间,Iα是目标预测区间,zα2为对应的标准分数。
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