[發(fā)明專利]基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的配網(wǎng)電采暖負(fù)荷預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711029996.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107748934B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周紅蓮;李娟;薛靜杰;華東;張三春;周會(huì)賓;王燕;李忠政;鄭偉東;任知猷;陳露鋒;孫家文;李嫻;李清;李光應(yīng);孔錦繡;羅攀;劉自發(fā);王澤黎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)新疆電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06;G06N3/044
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的配網(wǎng)電采暖負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：

獲取歷史數(shù)據(jù)以及參數(shù)設(shè)置步驟S1：獲取表示輸入的歷年規(guī)劃的新建建筑的建筑面積和歷年風(fēng)力發(fā)電量利用率，表示輸出的歷年電采暖負(fù)荷值，所述歷年包括同時(shí)有風(fēng)力發(fā)電和電采暖負(fù)荷的時(shí)間段，設(shè)有m層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)共有n個(gè)神經(jīng)元，并從1到n順序編號(hào)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的數(shù)據(jù)組數(shù)為V_max＝y(tǒng)ear-1，year是歷史數(shù)據(jù)的年數(shù)，令迭代次數(shù)it＝1，給定最大迭代次數(shù)it_max，設(shè)訓(xùn)練組數(shù)變量v＝1，給定輸出誤差ε_y，給定神經(jīng)元接近上限值的誤差ε_上和接近下限值的誤差ε_下，給定學(xué)習(xí)率η和各神經(jīng)元的偏倚θ_i,i＝3,4,...,n,電采暖負(fù)荷期望輸出為y；

相關(guān)系數(shù)計(jì)算步驟S2，分別利用歷年的風(fēng)力發(fā)電量利用率、歷年新建建筑面積與歷年電采暖負(fù)荷值計(jì)算相關(guān)系數(shù)；

權(quán)系數(shù)賦值步驟S3：將計(jì)算得到的相關(guān)系數(shù)分別賦值給各層神經(jīng)元對(duì)應(yīng)相應(yīng)變量的權(quán)系數(shù)ω_ij，ω_ij為位于第k-1層總第j個(gè)神經(jīng)元到位于第k層總第i個(gè)神經(jīng)元的權(quán)系數(shù)，其中i的序號(hào)范圍對(duì)應(yīng)從第2層到第m層的神經(jīng)元，j的序號(hào)范圍對(duì)應(yīng)從第1層到第m-1層的神經(jīng)元；

各層神經(jīng)元計(jì)算輸出步驟S4，對(duì)于第k層總第i個(gè)神經(jīng)元輸出利用如下公式計(jì)算：其中j為第k-1層的總第j個(gè)神經(jīng)元，k取值從第2層到第m層，式中θ_i是第i個(gè)神經(jīng)元的偏倚；

結(jié)果輸出判斷步驟S5，計(jì)算輸出層輸出值與電采暖負(fù)荷期望輸出y之差的絕對(duì)值，如果該絕對(duì)值小于輸出誤差ε_y，或迭代次數(shù)超過(guò)it_max，則轉(zhuǎn)向步驟S11，否則進(jìn)入步驟S6；

上下限判斷步驟S6，通過(guò)將神經(jīng)元輸出值與神經(jīng)元接近上限值的誤差ε_上或接近下限值的誤差ε_下進(jìn)行比較判斷神經(jīng)元輸出值是否接近其上下限值，如果是則進(jìn)入步驟S9，否則進(jìn)入步驟S7；

神經(jīng)元學(xué)習(xí)誤差計(jì)算步驟S7，計(jì)算隱藏和輸出層學(xué)習(xí)誤差步驟，若該層為輸出層，即k＝m，則第i個(gè)神經(jīng)元學(xué)習(xí)誤差y是電采暖負(fù)荷期望輸出；若該層為隱藏層，即k≠m，則學(xué)習(xí)誤差l為第k+1層的神經(jīng)元的序號(hào)；

基于學(xué)習(xí)誤差的權(quán)系數(shù)修正步驟S8，根據(jù)學(xué)習(xí)誤差修正權(quán)系數(shù)，令it＝it+1，然后轉(zhuǎn)向步驟S10；

隨機(jī)修正權(quán)系數(shù)步驟S9，令it＝it+1，隨機(jī)產(chǎn)生正數(shù)ε_修，令ω_ij(it)＝ω_ij(it-1)+ε_修，在步驟S9中，ε_修在[0,0.1]區(qū)間按均勻分布條件隨機(jī)產(chǎn)生；

隨機(jī)修正偏倚和學(xué)習(xí)率步驟S10，基于[-0.2,0.2]的均勻分布函數(shù)，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)，修正偏倚和學(xué)習(xí)率，然后轉(zhuǎn)向步驟S4；

判斷是否到最后一組數(shù)據(jù)步驟S11，令v＝v+1，再將v與V_max比較，判斷是否到最后一組數(shù)據(jù)，如果若v≤V_max轉(zhuǎn)向步驟S3，否則進(jìn)入步驟S12；

預(yù)測(cè)步驟S12，依據(jù)計(jì)算的各層權(quán)系數(shù)、神經(jīng)元偏倚、學(xué)習(xí)率，給定的預(yù)測(cè)年的規(guī)劃新建建筑的建筑面積和風(fēng)力發(fā)電量利用率，預(yù)測(cè)電采暖負(fù)荷值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)電采暖負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征在于：

在步驟S2中，首先對(duì)歷年的風(fēng)力發(fā)電量利用率、歷年新建建筑面積與歷年電采暖負(fù)荷值進(jìn)行歸一化計(jì)算，再進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配網(wǎng)電采暖負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征在于：

在步驟S2中，歸一化的公式為：

p＝(q-0.7q_min)/(1.3q_max-0.7q_min)

其中，p是歸一化后的值，q是歸一化前的值，q_max,q_min是歸一化變量q的最大值、最小值。