[發明專利]一種基于自適應層次時間序列聚類的用電負荷預測方法

有效

• 申請號: 201611018576.6
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106779147B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 向敏;田力;胡向東;屈琴芹;許瓏璋;王在乾
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;H02J3/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種基于自適應層次時間序列聚類的用電負荷預測方法。1)根據量化后用電負荷的上升、減少和持平特征在窗口時間段上依次劃分出負荷序列；2)采用層次聚類法對負荷序列特性進行凝聚層次聚類；3)利用分層的思想對負荷進行預測，將預測負荷序列組中的后一負荷序列作為下一時段的預測負荷，然后將預測出的負荷序列作為當前最新的負荷序列；4)通過反饋方法動態調整量化因子、時間窗口及分簇參數，完成用電負荷預測。從而提供了一種在超短期內更加精準的用電負荷預測方法，并有效降低負荷預測中對原始數據的存儲代價，為科學、準確實現智能電網中電力調配起到支撐作用。

技術領域

本發明涉及智能電網的用電信息處理領域，具體涉及一種基于自適應層次時間序列聚類的用電負荷預測方法。

背景技術

智能電網條件下，各種先進計量裝置(如傳感器、智能儀表)被越來越多地安裝在配電網中，以監測、控制和預測電能使用，那些收集到的不同時間間隔的變壓器或電力用戶日消費數據，構成了各監測點的負荷曲線。這些準確而詳細的電力消費信息為配電企業通過專門的分析獲取負荷模式提供了基礎。目前，國內外關于負荷模式提取的技術主要運用各種聚類分析技術獲取電力用戶典型負荷曲線和負荷特性可用于預測和估計未來電力需求，同時使用負荷模式分類還可以減少信息系統的負荷數據存儲。但是目前聚類技術無法滿足時間序列上負荷的準確分簇，從而使得聚類技術針對短時期內的負荷預測存在一定局限性。目前，尚未有一種基于自適應參數調整的層次時間序列聚類的負荷預測方法。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種基于自適應層次時間序列聚類的用電負荷預測方法。本發明的技術方案如下：

一種基于自適應層次時間序列聚類的用電負荷預測方法，其包括以下步驟；1)獲取用電負荷并劃分負荷序列；2)采用層次聚類法對負荷序列特性進行凝聚層次聚類；3)利用分層的思想對負荷進行預測；4)通過反饋方法動態調整量化因子、時間窗口及分簇參數，完成用電負荷預測。

進一步的，所述步驟1)劃分負荷序列的步驟之前還包括對用戶用電負荷進行量化的步驟，所述劃分負荷序列步驟包括：根據用電負荷的上升、減少和持平特征在窗口時間段上進行劃分。

進一步的，步驟2)采用層次聚類法對負荷序列特性進行凝聚層次聚類包括：步驟S2.1：設置單位時刻距離dis_t、單位時刻負荷距離dis_p及序列長度距離dis_len，對負荷序列進行初始凝聚分簇；

步驟S2.2：對序列中心時刻距離dis_T_c和負荷總量距離dis_sum進行設置，將極大簇分裂成多個較小的簇，不同的負荷序列簇為序列的第一層；

步驟S2.3：將兩個時間相鄰的負荷序列組成預測負荷序列組，將組中起始負荷序列所屬同一簇的預測負荷序列組合并為負荷序列域，不同的預測負荷序列域為序列的第二層。

進一步的，步驟3)利用分層的思想對負荷進行預測包括步驟：在負荷預測過程中，尋找當前最新負荷序列所屬域，并在域中尋找匹配的預側負荷序列組，將預側負荷序列組中的后一負荷序列作為下一時段的預測負荷，然后將預測出的負荷序列作為當前最新的負荷序列，重復該步驟繼續進行預測。

進一步的，所述負荷預測過程具體包括以下步驟：

步驟S3.1：在負荷預測過程中，尋找當前最新負荷序列所屬預測負荷序列域；

步驟S3.2：若未發現所屬預測負荷序列域，則尋找離該負荷序列鄰域半徑上最近的負荷序列簇，找出該簇表征的預測負荷序列域，并尋找域中各個預側負荷序列組中后一負荷序列所屬簇中擁有序列數量最多的簇，并使用該簇的質心序列作為一時段的預測負荷；

步驟S3.3：若發現所屬預測負荷序列域，當域中有多個預測負荷序列組中的起始負荷序列與當前負荷序列匹配，則使用發生時間最晚的預側負荷序列組中的后一負荷序列作為下一時段的預測負荷；