[發明專利]一種基于非參數模型對地區飽和電量進行預測的方法

有效

• 申請號: 201710154647.3
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106934500B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 薛萬磊;王春義;牟宏;路寬;汪湲;徐楠;顧潔;趙昕;牛新生;彭虹橋;吳奎華;張天寶;梁榮;田鑫;曹相陽;朱毅;李勃
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司;上海交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種基于非參數模型對地區飽和電量進行預測的方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1：建立非參數回歸模型，引入Gaussian核權函數，采用局部多項式估計法進行估計，確定電力需求與影響因素的映射關系；

步驟2：建立非參數累加模型，引入二次規劃的問題，在非參數回歸模型的基礎上確認累加系數；

步驟3：選擇影響因子；

步驟4：根據收集的數據量進行選擇階次和帶寬；

步驟5：結合數據，代入非參數回歸模型和非參數累加模型進行用電量及飽和電量預測；

所述采用局部多項式估計法進行估計，確定電力需求與影響因素的映射關系具體包括以下步驟：

1)對回歸函數m(x)以x為中心，進行p階Taylor展開，得到式(3)：

式(3)中，m^(p)(x)表示回歸函數在x處的p階導數值；

2)引入Gaussian核權函數：

3)進一步得到基于加權最小二乘法的目標函數：

式(5)中h_n為帶寬，為控制預測精度的主要參數；記β＝(β₀,β₁,L,β_p)^T；

4)求解式(5)，得到：

β＝(X^TWX)^-1X^TWY (6)

式(6)中，W＝diag{K_h(x_i-x)}，為n×n對角陣；并記：

Y＝(y₁,L,y_n)^T

m^(j)(x)的估計值為：

m^(j)(x)＝j！β_j(x)；j＝0,1,L,p (7)

令j＝0，即可確定自變量x與因變量y的數量上的映射關系，即為y＝m(x)；

所述步驟2的具體步驟如下：

引入二次規劃的問題，在非參數回歸模型的基礎上建立非參數累加模型，非參數累加模型的表達式如下：

式(8)中，m_j(·)為第j個回歸函數，對應第j個影響因素的非參數映射關系；x_ji為第j個影響因素的第i個歷史數值；α_j為累加系數，與回歸函數及影響因素序列均無關；

為求解累加系數α_j，引入目標函數：

約束條件：

α_j＞0；j＝1,2,L,p (10)

約束條件表示各個影響因素和結果之間都是正相關的；

可采用最小二乘法求解累加系數，將式(9)寫成矩陣形式得到：

f_s＝min{(m(X)^Tα-Y)^T(m(X)^Tα-Y)} (11)

則可得到累加系數：

α＝(m(X)^Tm(X))^-1m(X)^TY (12)

判斷各個累加系數是否滿足約束條件，若滿足，則保留相應的影響因素；否則，若出現α_j0，則令α_j＝0；降低維數后，修正式(11)的目標函數，重復求解累加系數，直至所有的累加系數均大于0為止。