[發(fā)明專利]一種基于稀疏表示的電力負(fù)荷預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810304089.9
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108537380B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 於志勇;郭文忠;黃昉菀;鄭香平
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種基于稀疏表示的電力負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：通過電力公司獲取真實(shí)電力負(fù)荷數(shù)據(jù)y并對其進(jìn)行預(yù)處理操作得到預(yù)處理的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)y′，預(yù)處理操作包括數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)異常和數(shù)據(jù)歸一化；

步驟S2：構(gòu)建過完備字典：通過拼接使用離散小波變換或者離散余炫變換來構(gòu)造基礎(chǔ)字典、由delta函數(shù)生成的單位矩陣字典和由外部因素構(gòu)成的外部因素字典，使其構(gòu)成過完備字典D，過完備字典分為兩部分D1是訓(xùn)練字典，用于求解稀疏系數(shù)向量α；D2是測試字典，通過結(jié)合稀疏系數(shù)向量α來預(yù)測未來一段時間的電力負(fù)荷；

步驟S3：根據(jù)預(yù)處理的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)y′和訓(xùn)練字典D1，使用正交匹配追蹤OMP算法來求解稀疏系數(shù)向量α；

所述步驟S3使用正交匹配追逐OMP算法來求解稀疏系數(shù)向量α，具體過程為：

步驟S31：根據(jù)預(yù)處理的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)y′和訓(xùn)練字典D1，通過逼近約束問題來獲取稀疏系數(shù)向量α，如公式(3)所示：

步驟S32：使用正交匹配追逐OMP算法來求解公式(3)定義的問題，通過初始化t＝0,r₀＝y(tǒng)',接著選擇與r₀內(nèi)積絕對值最大的原子更新由最小二乘得到更新殘差t＝t+1，直到滿足||r_t||＞δ為止，求得稀疏系數(shù)向量α；

步驟S4：得到的測試字典D2結(jié)合稀疏系數(shù)向量α來預(yù)測未來的電力負(fù)荷y″，通過公式(4)來預(yù)測未來電力負(fù)荷：

y＝D₂α (4)

得到的電力負(fù)荷預(yù)測值與實(shí)際的電力負(fù)荷值進(jìn)行比較，來驗證該方法的有效性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏表示的電力負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括：

步驟S11：對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)缺失處理：為了減少誤差，使用數(shù)據(jù)填充的方法，當(dāng)天的數(shù)據(jù)與前一天，后一天，一星期前，這個時間段有關(guān)，具體如公式(1)所示；

y(d,t)＝w₁y(d-1,t)+w₂y(d+1,t)+w₃y(d-7,t) (1)

其中y(d,t),y(d-1,t),y(d+1,t),y(d-7,t)分別表示的是當(dāng)天、前一天、后一天，一星期前的t時刻的電力負(fù)荷值,w₁，w₂，w₃的權(quán)重值，分別為0.4,0.4,0.2；

步驟S12：對數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值處理，采用四分位數(shù)展布法來過濾數(shù)據(jù)的異常值，通過計算上截斷點(diǎn)跟下截斷點(diǎn)，來劃分電力負(fù)荷數(shù)據(jù)的范圍，然后找出這些異常值，對于這些找到的異常值的處理方法用公式(1)計算的電力負(fù)荷值進(jìn)行替換；

步驟S13：對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理得到預(yù)處理的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)y′，公式如(2)所示：

其中，y為真實(shí)電力負(fù)荷數(shù)據(jù)，MinValue，MaxValue分別為樣本負(fù)荷的最大值和最小值。