近日,电子信息学院新能源大数据预测课题组研究成果“Photovoltaic power forecasting: Using wavelet threshold denoising combined with VMD”发表于国际知名期刊《Renewable Energy》(中国科学院一区TOP,JCR一区,影响因子9.0),该成果以上海电机学院为第一单位,由电子信息学院刘琳老师(通讯作者)、张建秋(在读研究生)与上海交通大学自动化系共同完成。
由于光伏输出信号呈现复杂非平稳特征,信号预处理与关键特征提取已成为提升预测性能的核心研究问题。在此背景下,变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)通过自适应频域分解实现多尺度频率分量的稳定分离,将非平稳信号解析为若干带宽受限的固有模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMFs)。尽管VMD凭借其抗模态混叠特性已成为光伏信号分析的主流方法,但现有研究对IMFs的利用仍存在以下关键局限:IMF本质是数学构造量而非物理可观测变量,无法直接作为预测模型的输入特征;现有基于IMF分量独立预测后叠加的方法,由于缺乏相关性较高的外部特征,导致高频分量的预测存在显著偏差。针对上述问题,本研究提出一种基于关键IMFs特征构造的光伏预测方法。首先,采用小波阈值降噪(Wavelet Threshold Denoising,WTD)对原始光伏功率数据进行处理;随后通过VMD分解获取信号IMFs分量,并根据影响性分析和初步预测实验结果,评估筛选出关键IMFs,通过模型预测生成IMFs特征;最后将预测得到的IMFs特征与天气特征共同作为输入,用于光伏发电量预测。实验表明,引入IMF特征后,五种模型的MAE和SMAPE分别平均降低12.68%和17.65%,模型预测性能显著增强。(供稿:电子信息学院)