[發(fā)明專利]基于BP和PSO的數(shù)據(jù)預(yù)測方法、系統(tǒng)及相關(guān)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711091557.0
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107871157B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉;黃開勝
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00;G06N3/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種基于BP和PSO的數(shù)據(jù)預(yù)測方法，其特征在于，應(yīng)用于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測領(lǐng)域，包括：

S1：執(zhí)行PSO參數(shù)初始化操作，并利用訓(xùn)練樣本集確定BP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；其中，所述PSO參數(shù)包括PSO粒子群的速度和位置；

S2：將得到的PSO參數(shù)代入所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計算得到所述PSO粒子群的全局最優(yōu)值；

S3：判斷是否達(dá)到最大迭代次數(shù)或最優(yōu)值誤差是否小于預(yù)定誤差；其中，所述最優(yōu)值誤差由所述全局最優(yōu)值計算得到；

S4：若未達(dá)到所述最大迭代次數(shù)或所述最優(yōu)值誤差不小于所述預(yù)定誤差，判斷當(dāng)前迭代次數(shù)是否為首次；

S5：若所述當(dāng)前迭代次數(shù)為首次，則利用預(yù)設(shè)的慣性因子周期改變公式對初始慣性因子進(jìn)行修正，得到消除振蕩后慣性因子，并利用所述消除振蕩后慣性因子更新所述PSO粒子群的速度和位置，且在更新完成后跳轉(zhuǎn)至S2；

S6：若所述當(dāng)前迭代次數(shù)為非首次，則利用預(yù)設(shè)的慣性因子動態(tài)改變公式對所述消除振蕩后慣性因子進(jìn)行修改，得到消除發(fā)散后慣性因子，并利用所述消除發(fā)散后慣性因子更新所述PSO粒子群的速度和位置，且在更新完成后跳轉(zhuǎn)至S2；

S7：若達(dá)到所述最大迭代次數(shù)或所述最優(yōu)值誤差小于所述預(yù)定誤差，則輸出所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的最終權(quán)值和最終閾值，以利用所述最終權(quán)值和所述最終閾值完成對電力系統(tǒng)未來負(fù)荷數(shù)據(jù)的預(yù)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)預(yù)測方法，其特征在于，所述利用訓(xùn)練樣本集確定BP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括：

對所述訓(xùn)練樣本集中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直預(yù)處理，以剔除異常數(shù)據(jù)，得到有效訓(xùn)練數(shù)據(jù)；

對影響所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行量化和歸一化處理，得到處理后數(shù)據(jù)；

將所述處理后數(shù)據(jù)帶入所述慣性因子周期改變公式和慣性因子動態(tài)改變公式進(jìn)行優(yōu)化處理，得到所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)預(yù)測方法，其特征在于，將得到的PSO參數(shù)代入所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計算得到所述PSO粒子群的全局最優(yōu)值，包括：

利用所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和適應(yīng)度函數(shù)計算得到所述PSO粒子群中每個PSO粒子的適應(yīng)度值；

將所述適應(yīng)度值通過最優(yōu)值模型得到所述PSO粒子群的全局最優(yōu)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的數(shù)據(jù)預(yù)測方法，其特征在于，則利用預(yù)設(shè)的慣性因子周期改變公式對初始慣性因子進(jìn)行修正，得到消除振蕩后慣性因子，包括：

將執(zhí)行所述PSO參數(shù)初始化操作后得到的已知參數(shù)W_min、W_max、T、t帶入所述慣性因子周期改變公式中，計算得到所述消除振蕩后慣性因子的數(shù)值W₁；其中，所述T為PSO最大迭代次數(shù)、W_max為慣性因子初始最大值、W_min為慣性因子初始最小值、t為當(dāng)前實際迭代次數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)預(yù)測方法，其特征在于，利用預(yù)設(shè)的慣性因子動態(tài)改變公式對所述消除振蕩后慣性因子進(jìn)行修改，得到消除發(fā)散后慣性因子，包括：

將每次迭代得到的全局最優(yōu)值設(shè)定為G_best、局部最優(yōu)值設(shè)定為P_best；

利用進(jìn)化度公式進(jìn)行運算，得到第t次迭代的進(jìn)化度數(shù)值e；其中，所述t的取值范圍為t1的正整數(shù)、所述G_best(t)為第t次迭代計算得到的全局最優(yōu)值，所述G_best(t-1)為第(t-1)次迭代計算得到的全局最優(yōu)值；

將每次迭代得到的G_best、P_best以及執(zhí)行所述PSO參數(shù)初始化操作后得到的已知參數(shù)N利用聚合度公式進(jìn)行運算，得到第t次迭代的聚合度數(shù)值a；其中，所述N為所述PSO粒子群中PSO粒子的個數(shù)；

利用所述動態(tài)性改變慣性因子的公式W₂＝W₀-0.55×e+0.15×a計算得到第t次迭代的第二慣性因子的數(shù)值W₂。