01
风电功率预测系统概述
背景与意义 · 国内外研究现状 · 系统目标与范围 · 核心挑战与关键技术
概述背景
02
系统总体架构设计
分层架构设计 · 微服务选型 · 模块划分 · 接口设计原则
架构微服务
03
数据采集与预处理模块
多源接入(SCADA/NWP/气象站) · 清洗异常值 · 缺失插补 · 标准化归一化
数据预处理
04
时序数据库选型与设计
InfluxDB/TimescaleDB/TDengine对比 · 模型设计 · 存储与保留策略 · 压缩分区
时序库存储
05
特征工程模块
时间特征 · 统计特征 · 气象组合 · 特征选择(PCA/互信息)
特征PCA
06
数值天气预报(NWP)数据处理
解析与格式转换 · 空间插值 · 时间对齐 · 误差分析与校正
NWP插值
07
经典预测模型实现(一)
持久性模型 · ARIMA原理与实现 · 参数调优 · 残差分析
ARIMA持久性
08
经典预测模型实现(二)
SVR · 随机森林 · GBDT · 模型集成策略
SVR集成
09
深度学习模型实现(一)
LSTM原理 · 序列构建 · Keras/TensorFlow · 超参数调优
LSTM深度学习
10
深度学习模型实现(二)
CNN-LSTM · 注意力机制 · Seq2Seq · Transformer
CNNAttention
11
模型训练与验证框架
数据集划分 · 时序交叉验证 · 早停与学习率衰减 · 模型保存加载
训练验证
12
模型评估指标体系
MAE/RMSE/MAPE · PBA/技能分数 · 置信区间 · 评估报告
评估指标
13
实时预测引擎设计
Kafka+Flink流式处理 · 在线推理 · 缓存策略 · 延迟优化
实时Flink
14
批处理预测引擎设计
历史回测 · 批量调度 · 结果持久化 · 与实时引擎协同
批处理回测
15
模型管理平台设计
版本管理 · 注册发现 · 生命周期 · A/B测试框架
MLOps管理
16
数据可视化模块
预测对比 · 误差分布 · 风功率玫瑰图 · Grafana仪表盘
可视化Grafana
17
告警与异常检测模块
偏差告警 · 数据质量告警 · 模型退化检测 · 多渠道通知
告警异常
18
API网关与服务治理
RESTful设计 · 版本管理 · 限流熔断 · Consul/Nacos
网关治理
19
用户权限与多租户设计
RBAC · 数据隔离 · JWT/OAuth2 · 审计日志
权限多租户
20
系统部署与运维
Docker · Compose · Kubernetes · CI/CD流水线
部署K8s
21
性能优化与压力测试
查询优化 · ONNX/TensorRT加速 · Redis缓存 · JMeter
性能压测
22
数据安全与合规
TLS加密 · 数据脱敏 · GDPR合规 · 备份容灾
安全合规
23
系统监控与日志管理
Prometheus+Grafana · ELK · 业务指标 · SLA保障
监控日志
24
短时预测(0-4h)专项
超短期特点 · 高频数据 · 分钟级模型 · 爬坡事件预测
短时爬坡
25
中长期预测(4h-7天)专项
中期特点 · 集合预报 · 概率预测 · 季节模式识别
中长期集合预报
26
概率预测与不确定性量化
分位数回归 · 贝叶斯神经网络 · Monte Carlo Dropout · 区间校准
概率不确定性
27
多风电场联合预测
空间相关性 · 图神经网络 · 集群预测 · 区域聚合
多场GNN
28
迁移学习与模型自适应
域适应 · 微调策略 · 在线学习 · 概念漂移检测
迁移自适应
29
系统集成与测试
模块集成 · 端到端测试 · 回归测试 · 性能基准
集成测试
30
案例实战与项目总结
海上风电场案例 · 复盘与经验 · 未来展望
实战总结