为有效检测光伏系统发电异常,文中提出了一种融合量子粒子群优化算法(quantum particle swarm optimi⁃ zation,QPSO)与长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的光伏功率异常检测方法。首先,进行光伏系统数据的预处理,剔除异常值以确保数据质量,运用相关性分析,确定对光伏输出功率影响显著的气象参数,并将其作为模型的输入特征;接着,采用QPSO 算法,优化LSTM 网络的超参数,构建一个高效且精准的预测模型;最后,通过实际值与模型预测值对比,检测光伏系统异常情况。实验结果表明,构建的QPSO-LSTM 模型可以增强预测的准确性,通过分析实际功率输出与模型预测值之间的差异,可以有效识别光伏系统中的发电异常情况,为系统的稳定运行提供了坚实的技术支持。
[1] 吉兴全,刘健,叶平峰,等 . 计及灵活性与可靠性的综合能源 系统优化调度[J]. 电力系统自动化,2023,47(8)∶132-144.
[2] 周勤勇,李根兆,秦晓辉,等 . 能源革命下的电力系统范式 转换分析[J]. 中国电力,2024,57(3)∶1-11.
[3] Pillai D S,Rajasekar N.A comprehensive review on protec- tion challenges and fault diagnosis in PV systems[J].Renew- able and Sustainable Energy Reviews,2018,91 ∶18-40.
[4] 梁健锋,胡振球,黄灿,等 . 基于红外热成像检测的光伏电 站异常分析[J]. 太阳能,2024( 1)∶70-76.
[5] 林维修,李峰,王海峰,等 . 基于图像处理的光伏组件热斑缺 陷检测方法[J]. 计算技术与自动化,2024,43(3)∶121-126.
[6] Mellit A.An embedded solution for fault detection and diag- nosis of photovoltaic modules using thermographic images and deep convolutional neural networks[J].Engineering Appli- cations of Artificial Intelligence,2022,116 ∶105459.
[7] Qu J,Qian Z,Pei Y,et al. An unsupervised hourly weather status pattern recognition and blending fitting model for PV system fault detection[J].Applied Energy,2022,319 ∶119271.
[8] Li B,Delpha C,Diallo D,et al.Application of Artificial Neu- ral Networks to photovoltaic fault detection and diagnosis:A review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021,138 ∶110512.
[9] Ramadan E A,Moawad N M,Abouzalm B A,et al.An inno- vative transformer neural network for fault detection and classification for photovoltaic modules[J]. Energy Conversion and Management,2024,314 ∶118718.
[10] 朱润泽,王德军 . 基于 LSTM神经网络的光伏系统功率预 测[J]. 电力科技与环保,2023,39(3)∶201-206.
[11] Satpathy P R,Aljafari B,Thanikanti S B,et al. Electrical fault tolerance of photovoltaic array configurations:Experi- mental investigation,performance analysis,monitoring and detection[J].Renewable Energy,2023,206 ∶960-981.
[12] 丛伟伦,张博,夏亚东,等 . 基于马尔可夫链的光伏电站遮 挡实时诊断算法[J]. 太阳能学报,2020,41(4)∶67-72.
[13] Harrou F,Sun Y,Taghezouit B,et al. Reliable fault detec- tion and diagnosis of photovoltaic systems based on statisti- cal monitoring approaches[J].Renewable Energy,2018,116 ∶ 22-37.
[14] Lu S D,Liu H D,Wang M H,et al.Anovel strategy for mul- titype fault diagnosis in photovoltaic systems using multi- ple regression analysis and support vector machines[J].Ener- gy Reports,2024,12 ∶2824-2844.
[15] 李斌,高鹏,郭自强 . 改进蜣螂算法优化LSTM的光伏阵列故 障诊断[J]. 电力系统及其自动化学报,2024,36(8)∶70-78.
[16] Zhou N,Shang B,Xu M,et al. Enhancing photovoltaic power prediction using a CNN-LSTM-attention hybrid model with Bayesian hyperparameter optimization[J].Global Energy In- terconnection,2024,7(5)∶667-681.
[17] 秦宇,许野,王鑫鹏,等 . 基于改进 FCM-LSTM 的光伏出 力短期预测研究[J]. 太阳能学报,2024,45(8)∶304-313.
[18] 王涛,王旭,许野,等 . 计及相似日的 LSTM光伏出力预测 模型研究[J]. 太阳能学报,2023,44(8)∶316-323.
[19] 薛阳,李金星,杨江天,等 . 基于相似日分析和改进鲸鱼算 法优化 LSTM 网络模型的光伏功率短期预测[J]. 南方电 网技术,2024,18( 11)∶97-105.
[20] Xin-gang Z,Ze-qi Z,Yi-min X,et al. Economic-environ- mental dispatch of microgrid based on improved quantum particle swarm optimization[J]. Energy,2020,195 ∶117014.
[21]周晓东,肖正江,杨坤鹏,等 .基于改进量子粒子群算法的叶片延 长翼型厚度优化设计[J]. 节能技术,2024,42(4)∶345-352.
[22] A wind power prediction framework for distributed power grids[J].Energy Engineering,2024,121(5)∶1291-1307.
[23] 谭才兴,岳雨霏,汤赐 . 基于 QPSO-LSTM的短期风电负荷 预测模型[J]. 中阿科技论坛(中英文),2023( 12)∶88-91.
[24] 王晓倩,周羽生,毛源军,等 . 基于神经网络分位数的分布 光伏发电功率异常识别方法[J/OL].上海交通大学学报, 2024:1-18 [2024-02-28].DOI:10. 16183/j.cnki.jsjtu.2023.412.
[25] 赵博超,马嘉骏,崔磊,等 . 基于改进 VMD-XGBoost-BiL STM 组 合 模 型 的 光 伏 发 电 异 常 检 测[J]. 计 算 机 工 程 , 2024,50(3)∶306-316.