(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111393525.2 (22)申请日 2021.11.23 (71)申请人 国网湖北省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 430077 湖北省武汉市洪山区徐 东大 街225号 申请人 华中科技大 学 (72)发明人 严道波　余轶　赵红生　杨东俊　 袁晓辉　王博　郑旭　任羽纶　 刘巨　乔立　熊志　王佳　陈晨　 吴启亮　王俊琪　 (74)专利代理 机构 武汉市首臻知识产权代理有 限公司 42 229 代理人 高琴(51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06N 3/08(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种风电出力区间预测方法 (57)摘要 一种风电出力区间预测方法， 其先将风电历 史出力数据作为训练样本输入LSTM模型中得到 风电历史出力模拟数据和风电未来出力点预测 数据， 再采用K均值聚类算法对风电历史出力模 拟数据及其相对误差进行分段处理， 随后对各风 电出力段分别选用高斯、 贝塔和威布尔三种分布 函数进行相对误差拟合， 得到每个风电出力段的 相对误差拟合函数， 从中选取性能最优的拟合函 数来确定其风电出力相对误差置信区间， 最后结 合风电未来出力预测数据以及风电出力相对误 差的置信区间得到风电出力预测区间。 该方法有 效提了升风电出力区间预测的质量。 权利要求书4页 说明书7页 附图2页 CN 114139786 A 2022.03.04 CN 114139786 A 1.一种风电出力区间预测方法， 其特 征在于： 所述方法依次包括以下步骤： 步骤A、 将风电历史出力数据作为训练样本输入LSTM模型中得到风电历史出力模拟数 据和风电未来出力预测数据； 步骤B、 采用K均值聚类算法对风电历史出力模拟数据及其相对误差进行分段处 理； 步骤C、 对各风电出力段分别进行相对误差拟合， 得到每个风电出力段的相对误差拟合 函数， 进而确定其 风电出力相对误差 置信区间； 步骤D、 结合风电未来出力预测数据以及风电出力相对误差置信区间得到风电出力预 测区间。 2.根据权利要求1所述的一种风电出力区间预测方法， 其特 征在于： 所述步骤B依次包括以下步骤： 步骤B1、 确定聚类样本集Spw： Spw＝{Spw1， Spw2，…， Spwi，…， Spwnwt} 上式中， Spwi为第i个聚类样本， nwt为聚类样本总数， 为第i个聚类样本的风电历史 出力模拟值， Rewi为第i个聚类样本的风电出力相对误差， wi为第i个聚类样本对 应的风电历 史出力值， pwe为风电的额定功率； 步骤B2、 先确定最优聚类数Kw， 再从聚类样本集中随机选取Kw个个体作为初始聚类中 心； 步骤B3、 计算聚类样本集中剩余各个体到各初始聚类中心的欧式距离， 并归到离其最 近质心所属类别； 步骤B4、 确定各类别新的聚类中心； 步骤B5、 循环重 复步骤B3 ‑B4， 直至新的聚类中心与上一次循环的聚类中心的差异小于 等于阈值， 此时， 风电历史出力模拟数据及其相对误差被分为Kw段。 3.根据权利要求2所述的一种风电出力区间预测方法， 其特 征在于： 步骤B2中， 所述欧式距离采用以下公式计算得到： 上式中， 为第i个剩余个体到第k个聚类中心的欧式距离， 为第k个 聚类中心的风电出力模拟值， 为第k个聚类中心的相对误差； 步骤B3中， 所述各类别新的聚类中心采用以下公式计算得到：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114139786 A 2上式中， Zw ′k为第k个类别新的聚类中心， Nk为第k个类别的个体数量， Ywk为第k个类别 的样本集。 4.根据权利要求1所述的一种风电出力区间预测方法， 其特 征在于： 所述步骤C依次包括以下步骤： 步骤C1、 针对各风电出力段， 分别利用高斯、 贝塔和威布尔分布函数进行相对误差拟 合， 得到三种相对误差拟合 函数； 步骤C2、 分别确定三种相对误差拟合 函数的风电出力置信区间； 步骤C3、 选取各风电出力段最优相对误差拟合函数所对应的风电出力置信区间作为其 风电出力置信区间， 并确定各风电出力段的风电出力误差 置信区间。 5.根据权利要求 4所述的一种风电出力区间预测方法， 其特 征在于： 步骤C2中， 所述 三种相对误差拟合 函数的风电出力置信区间采用以下公式计算得到： 上式中， 为第k个出力段中第i个样本在置信度为α的风电出力置信区间， 分别为置信区间的上、 下限， 为第k个出力段中第i个样本的风电历史出 力模拟值， 为置信度为α 时相对误差拟合 函数的反函数， pwe为风电的额定功率； 步骤C3中， 所述各风电出力段的风电出力误差 置信区间采用以下公式计算得到： 上式中， 为第k个出力段的风电出力误差置信区间， 分别为风电出 力误差置信区间的上、 下限。 6.根据权利要求 4所述的一种风电出力区间预测方法， 其特 征在于： 步骤C3中， 所述 最优相对误差拟合 函数通过以下指标评估确定： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114139786 A 3