基于VMD和贝叶斯优化LSTM的母线负荷预测方法

新型电力系统背景下,为提升母线负荷预测的精确性与稳定性,针对母线负荷噪声,提出一种考虑变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）降噪优化和长短期记忆网络（long short-term memory,LSTM）的母线负荷预测方法。通过VMD将母线负荷分解为多个平稳的固有模态函数余项,将其分解项去除噪声后进行重组,达到降噪优化效果;对降噪后的母线负荷序列构建基于LSTM的时序预测模型,利用贝叶斯优化方法对网络初始超参数进行优化,以提高时序预测模型的精度。算例研究结果表明：利用VMD对母线负荷进行降噪优化后再进行预测,有利于预测结果更加稳定,且贝叶斯优化寻参解决了因初始参数设置不当而使预测结果精度不高的问题。该文方法可运用于母线短期负荷预测,并为电网调度运行提供了决策依据。     

基于灰色模型和Kalman平滑器的多母线短期负荷预测

提出一种基于灰色模型和Kalman平滑器的多母线短期负荷预测方法。首先利用频域分解消去母线负荷序列的周周期分量,建立序列的灰色模型;利用系统负荷预测方法得到系统负荷预测值。然后基于灰色模型,将各母线负荷的累加序列作为状态,系统负荷的累加序列作为观测,建立线性离散随机系统模型,利用Kalman平滑器计算各母线负荷累加序列的最优估计值,最后经过累减还原并加上周周期分量得到母线负荷的预测值。Kalman平滑器利用高准确率的系统负荷预测结果对母线负荷预测进行调整,降低预测误差。在实际系统中进行了仿真验证,证明了该方法的有效性。     

基于小波分解的支持向量机母线负荷预测

为提高母线负荷预测的准确性,提出一种基于小波分解和支持向量机的母线负荷预测方法。该方法利用小波分解算法将目标负荷序列分解为若干个不同频率的子序列,通过分析各个序列的特征规律,构造不同的支持向量机模型对各分量分别进行预测,再将各分量预测值进行重构得到最终预测值。对某一区域内15条母线进行预测,采用平均日母线负荷准确率进行评价。与单独使用支持向量机方法相比,应用所提方法提高了962点的预测效果,占总预测点数的66.8%;全系统的准确率由93.5%提高到了95.1%。     

基于多级负荷智能协调的母线短期负荷预测

为提高母线负荷预测精度,提出一种基于多级负荷智能协调的母线短期负荷预测方法。首先对预测母线负荷序列进行历史负荷与当前负荷的相关性分析,再进行系统空间母线与预测母线的相关性分析,根据两次相关性分析结果合理设置算例,得到预测网络的最优输入方式,然后利用长短时记忆网络(LSTM)建立母线短期负荷预测模型,最后运用吉林省某地区的实测数据将提出模型与反向传播(BP)神经网络和支持向量机(SVM)的预测结果进行对比分析,验证本文提出的预测模型具有更高的精确度。     

低秩矩阵分解在母线坏数据辨识与修复中的应用EI北大核心CSCD

母线负荷分析与预测对电力系统的安全稳定具有重要意义。目前我国采集到的母线负荷数据中含有较多且类型不同的坏数据,给母线负荷的分析的准确性与预测的精确性带来较大影响。文中提出了一种基于低秩矩阵分解的母线坏数据辨识与修复方法。从母线数据本身出发,首先分析了母线数据的低秩特性,研究不同类型坏数据产生的原因;然后建立了一种基于低秩矩阵分解的母线坏数据辨识与修复的模型,并给出了基于阈值迭代法(iterative thresholding,IT)的模型求解方法;最后,利用广东省母线负荷实际算例进行了分析,并利用修复前后的母线数据进行虚拟预测对比,结果实现了坏数据的有效恢复和预测精度的提高。     

基于VMD-LSTMQR的滚动母线负荷区间预测

负荷区间预测能够对负荷出力变化进行概率化分析,准确量化不确定性因素对负荷的影响。相较于传统的点预测,区间预测更能直观反映负荷变化趋势,有助于保障电力系统的安全稳定运行。基于此,文中提出一种基于变分模态分解-长短期记忆神经网络分位数回归（VMD-LSTMQR）的滚动母线负荷区间预测方法。首先,文中采用VMD将原始母线负荷分解成一系列不同频率特征的子序列;接着,确定不同子序列的最优滚动步长并采用LSTMQR分别对不同子序列进行区间预测;最后,将不同子序列的区间预测进行重构,得到原始母线负荷预测结果。文中利用220 kV和10 kV母线负荷数据验证了所采用的区间预测模型相较于传统区间预测模型在预测精度、区间宽度方面得到明显改善。     

基于LSSVM和马尔可夫链的母线负荷短期预测

提出了一种母线负荷短期预测混合算法。采用最小二乘支持向量回归方法（LSSVM）进行短期母线负荷预测,并提出一种广义网格搜索算法对模型参数进行优化;由历史预测误差组成误差序列,将历史预测误差序列看作是一个符合马尔可夫过程的时间序列,采用马尔可夫链方法对未来的预测误差进行估计,采用误差估计结果对上一步LSSVM的预测结果进行修正,得出最终预测结果。经算例分析证明,所提方法能显著提高预测精度。     

基于LSSVM和马尔可夫链的母线负荷短期预测

提出了一种母线负荷短期预测混合算法.采用最小二乘支持向量回归方法(LSSVM)进行短期母线负荷预测,并提出一种广义网格搜索算法对模型参数进行优化;由历史预测误差组成误差序列,将历史预测误差序列看作是一个符合马尔可夫过程的时间序列,采用马尔可夫链方法对未来的预测误差进行估计,采用误差估计结果对上一步LSSVM的预测结果进行修正,得出最终预测结果.经算例分析证明,所提方法能显著提高预测精度.     

基于LSTM的钢铁工业地区母线短期负荷预测研究

当地区电力负荷中光伏电站并网和钢铁冲击性负荷占比较大时,不仅威胁电网的安全稳定,也会对电力系统的短期负荷预测造成显著影响。通过分析钢铁冲击性负荷的影响因素,提出一种基于深度学习算法的长短期记忆(Long Short-term Memory,LSTM)神经网络分别对钢铁冲击负荷不同占比下的母线负荷序列进行预测。实际计算结果表明:LSTM应用于钢铁工业地区母线短期负荷预测时,能够有效提升预测精度。     

基于Seq2seq模型的多特征短期母线负荷预测

母线负荷短期预测对电力系统调度运行及电力现货交易市场具有重要意义，由于母线负荷受到复杂多因素的影响，单独采用母线负荷历史数据进行预测不能取得很好的效果。为提升多因素影响下母线负荷预测的准确率，本文结合特征工程和深度学习法，对母线负荷的影响因素进行斯皮尔曼相关性分析，设计时间连续性周期编码；对Seq2seq模型的编码器和解码器设置不同的特征组进行消融实验；将实验结果与采用离散小波变换分解提取特征的方法进行对比，结果表明，本文提出的特征工程结合深度学习Seq2seq框架的母线负荷短期预测效果更佳。     

基于双向长短时记忆网络的母线负荷分解方法

目前在负荷分解领域的研究工作多以家庭住宅的总负荷分解为电器级别的负荷为主,对于中高电压等级的母线负荷分解研究较少,为解决这一问题,本文提出了一种基于双向长短时记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory, Bi-LSTM)的中高电压等级母线负荷分解算法。首先在LSTM的基础上构建了Bi-LSTM,其次以母线负荷和其对应的外部信息源(如日期类型、天气等)作为Bi-LSTM的输入量,母线负荷的各下属建筑负荷作为输出量,对Bi-LSTM进行训练,最后以网络分解的母线负荷构成值与实际值间的平均相对误差作为评价指标,实验结果表明该方法可有效对构成成分未知的母线负荷进行分解。#$NL关键词：母线负荷;负荷分解;人工智能;双向长短时记忆网络#$NL中图分类号：TM769     

基于多因素影响的母线负荷预测系统设计及应用

准确的母线负荷预测可为经济调度和节点电价计算提供可靠的保障,为此提出了基于多因素影响的母线负荷预测系统。基于对影响母线负荷预测准确率因素的研究,介绍了系统设计结构和数据库设计内容。预测系统在某地区电网中得到应用,并获得了可靠的预测结果,这表明系统具有易用性、实用性的特点。     

基于数值天气预报的母线负荷预测

针对母线负荷量大面广,易受气象变化影响,且传统天气预报与母线负荷之间存在极为松散的地理对应关系,提出了基于数值天气预报和负荷分类的母线负荷预测。通过获取母线负荷所属行政区域,如县、乡或市辖区的地理位置,提取与母线地理位置紧密对应的高精度数值天气预报信息。通过研究母线负荷与气象因素的相关特性,构建了基于数值天气预报和负荷分类预测的母线负荷预测模型。通过对某省母线负荷进行分析预测,验证了该方法的实用、有效性。     

基于相似日的超短期母线负荷概率性区间预测

为了满足电网调度的实时控制需要,较为准确地预测配电网中低压侧35kV和10kV母线的超短期负荷,结合超短期负荷预测和母线负荷预测的特点,提出了一种基于相似日的超短期母线负荷概率性区间预测方法。利用模式聚类和模式识别的方法分析了历史负荷数据,选取了相似日,并以负荷求导法为基础,得出历史负荷的预测值,计算历史负荷的预测误差,通过统计历史预测误差分布进行概率性区间预测,得到一定置信水平下的预测区间。实例计算结果表明,基于相似日的超短期母线负荷概率性区间预测的准确率为97.36%,该方法提高了母线负荷预测的准确度和计算速度,适合工程实际应用。     

基于数值天气预报的母线负荷综合预测模型

母线负荷预测是电网安全校核和编制发电调度计划的基础。基于母线负荷历史数据和数值气象数据,通过相关性分析将母线负荷进行分类,提出了一种基于数值天气预报的BP神经网络母线负荷预测方法。进而以倍比平滑法和基于数值气象数据的BP神经网络法为基础,建立了分时段变权重的综合预测模型。对烟台地区的母线负荷预测结果表明,所提出的母线负荷综合预测模型有效地提高了预测准确率,对含大规模风电接入电网的输电设备安全校核具有重要的实用价值。     

间接预测法在母线负荷预测中的应用

为避免220kV母线供电区域内负荷转供、停电以及小电源等因素对母线负荷预测的不利影响,提出了一种间接预测母线负荷的方法。首先把母线下网负荷转换成该母线供电区域内的理想用电负荷,再将该理想用电负荷作为历史负荷数据采用系统负荷预测的算法进行预测得到初步预测结果,同时获取待预测日各种影响因素的值,初步预测结果剔除各种影响因素...     

基于CNN-LSTM分位数回归的母线负荷日前区间预测

针对部分工业类母线负荷波动较大,传统点预测方法难以准确预测的问题,文中提出一种基于卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络分位数回归(QRLSTM)组合的母线负荷日前区间预测模型。首先,针对工业类负荷功率的高频波动,采用去噪自编码器对历史负荷数据进行降噪处理;然后,利用基于时间分布层封装的一维CNN网络进行负荷特征提取和压缩,以提升整个模型的学习效率;最后,建立含有注意力机制的QRLSTM模型进行特征学习,得到不同分位数下的负荷区间预测结果。对工业类和居民商业类2种典型的220 kV母线负荷进行了负荷日前区间预测测试,并与常规的分位数回归方法进行了对比。结果表明,文中方法获得的预测结果总体上区间覆盖率更大、区间平均宽度和区间累计偏差均更小,预测效果更好。     

基于PSR和DBN的超短期母线净负荷预测

随着电网优化调度的精细化、智能化和计及电力系统安全性与经济性的电网高级应用的广泛采用及分布式能源的大量接入,母线负荷预测的精度要求不断提高而负荷的不确定性和非线性特征进一步增强。针对上述问题,文中提出一种基于相空间重构(PSR)和深度信念网络(DBN)的超短期母线负荷预测模型,首先采用C-C法对净负荷时间序列进行PSR,然后利用DBN对重构后的数据进行拟合并得出负荷的预测值。文中利用某市变电站实测负荷数据检验了该超短期母线负荷预测模型的有效性,证明该模型在分布式电源渗透率较高且母线负荷波动较大的情况下仍然有较高的预测精度。     

基于CNN-GRU分位数回归的短期母线负荷概率密度预测

随着分布式电源大规模并网,母线负荷的波动性和不确定性日益增加,给母线负荷预测带来新的挑战。传统的点预测方法难以对母线负荷的不确定性进行描述,为此提出一种基于卷积神经网络和门控循环神经网络分位数回归的概率密度预测方法。该方法通过卷积神经网络提取反映母线负荷动态变化的高阶特征,门控循环神经网络基于提取的高阶特征、天气、日类型等因素进行分位数回归建模,预测未来任意时刻不同分位数条件下的母线负荷值,最后利用核密度估计得到母线负荷概率密度曲线。以江苏省某市220 kV母线负荷数据进行测试,结果表明本文所提方法能够有效刻画未来母线负荷的概率分布,为配电网安全运行提供更多的决策信息。     

粗糙集法解多环境因素影响的母线负荷预测问题

母线负荷的环境因素众多且影响关系复杂,综合考虑所有属性会引入无关随机信息,降低预测精度。为此,提出了考虑多环境因素的母线负荷预测粗糙集(rough set,RS)方法,采用快速属性约简算法(fast attribute reduction algorithm,FARA)确定对母线负荷影响较大的条件属性;基于概率规则导出决策规则集;通过距离度量法匹配规则,从而实现母线负荷预测。将所提方法应用于预测广西某地区电网220 kV母线有功负荷,结果表明该方法能从母线负荷预测的历史数据样本挖掘出有益预测规则,具有较高的预测精度。