[發(fā)明專利]一種電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中對(duì)異常數(shù)據(jù)剔除和去噪處理的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810251070.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN108320063A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧一峰;周浩;胡炳謙;韓俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海積成能源科技有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.步驟一、數(shù)據(jù)預(yù)處理： 對(duì)采集到的原始電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)按時(shí)間序列排列， 確定數(shù)據(jù)集起止時(shí)間，檢查數(shù)據(jù)在時(shí)間序列上的缺省，標(biāo)明缺省值并記錄缺省的起止時(shí)間。

2.步驟二、移動(dòng)平均平滑：將經(jīng)過步驟1預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)平均計(jì)算，具體公式如下：

式中

為對(duì)下一期移動(dòng)平均的預(yù)測(cè)值， 為前一期的實(shí)際值， ， ， 為前兩期，前三期直至前n期的實(shí)際值，n為移動(dòng)平均計(jì)算的實(shí)際時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

3.在去噪實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)數(shù)據(jù)精確度的需要，選取不同的時(shí)間范圍，如十日移動(dòng)平均，五日移動(dòng)平均。

4.對(duì)整個(gè)原始電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)去除初始的時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)平均數(shù)據(jù)計(jì)算可以得到一組歷史數(shù)據(jù)移動(dòng)平均預(yù)測(cè)值。

5.將實(shí)際值與預(yù)測(cè)值根據(jù)時(shí)間序列排列后進(jìn)行意義對(duì)應(yīng)比較，可以得出具體單個(gè)數(shù)據(jù)間的差異值。

6.通過設(shè)定差異值的閾值（一般采用3倍或5倍于數(shù)據(jù)集平均差異值），比較具體單個(gè)數(shù)據(jù)，可以剔除掉極大差異數(shù)據(jù)，避免原始數(shù)據(jù)突然的異常變化，保證數(shù)據(jù)的有效性。

7.步驟三、線性插值補(bǔ)充數(shù)據(jù)： 經(jīng)過剔除異常值的數(shù)據(jù)集將會(huì)在時(shí)間序列上造成缺省，即在某些時(shí)間段沒有相對(duì)應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)于這些缺省值，將使用線性插值的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充，以保證電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)在時(shí)間序列上的連貫性。

8.具體采用的計(jì)算方法如下：

式中 為需要補(bǔ)充的時(shí)間序列上某一時(shí)刻的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值， 為缺省開始時(shí)的電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)， 為缺省結(jié)束時(shí)的電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，t為需要補(bǔ)充的缺省值的時(shí)刻， 為缺省開始的時(shí)刻， 為缺省結(jié)束的時(shí)刻。

9. 為了保證補(bǔ)充數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性， 以及 的電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)一般不采用該時(shí)刻的瞬值，而采用時(shí)間序列上之前以及之后一段時(shí)間內(nèi)的平均值，具體取平均值得時(shí)間范圍將由數(shù)據(jù)情況決定，通常采用至少20個(gè)數(shù)據(jù)的平均值輸入公式計(jì)算。

10.步驟四、Holt-Winter時(shí)間序列挖掘算法（三次指數(shù)平滑模型）：經(jīng)過步驟2中剔除極大異常值處理以及步驟3線性插值補(bǔ)充的數(shù)據(jù)將被輸入至三次指數(shù)平滑模型進(jìn)行下一步去噪處理。

11.通過選取平滑計(jì)算目標(biāo)數(shù)據(jù)之前時(shí)間范圍內(nèi)的電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)對(duì)三次指數(shù)平滑模型進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，得到相應(yīng)的參數(shù)系數(shù)并應(yīng)用得到的參數(shù)系數(shù)于計(jì)算目標(biāo)數(shù)據(jù)的去噪處理。

12.三次指數(shù)平滑模型應(yīng)用以下計(jì)算方法進(jìn)行模型訓(xùn)練：

式中，，，為需要通過之前時(shí)間范圍內(nèi)電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到的參數(shù)系數(shù)，h表示t時(shí)刻后的第h個(gè)時(shí)間點(diǎn)，k為結(jié)束時(shí)間點(diǎn)，MOD表示取余數(shù)。

13. 為t時(shí)刻的電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)， 表示在t時(shí)刻的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)經(jīng)平滑處理值， 表示在t時(shí)刻的電力負(fù)荷時(shí)間序列趨勢(shì)參數(shù)值， 表示t時(shí)刻的電力負(fù)荷時(shí)間序列周期參數(shù)值。

14.經(jīng)過應(yīng)用之前時(shí)間內(nèi)的電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到 ， ， 參數(shù)系數(shù)值之后，將參數(shù)系數(shù)值代入原方程對(duì)計(jì)算目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行三次指數(shù)平滑計(jì)算后可以得到經(jīng)過去噪化處理后的電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)。

15.指數(shù)平滑計(jì)算法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了指數(shù)化平滑計(jì)算，即在平滑計(jì)算之前的觀測(cè)值都對(duì)現(xiàn)在的平滑值產(chǎn)生了影響，即帶有時(shí)間序列上之前數(shù)據(jù)影響記憶并且影響權(quán)重呈指數(shù)級(jí)遞減的一種指數(shù)移動(dòng)平均法。