[發(fā)明專利]基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、裝置及設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910615230.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN110309979A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖勇;徐兵;鄭楷洪;楊勁鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;G06F16/2458
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

本發(fā)明公開了一種基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，包括：將電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集劃分為時(shí)間序列訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和時(shí)間序列測(cè)試數(shù)據(jù)集，將時(shí)間序列訓(xùn)練數(shù)據(jù)集輸入到依賴關(guān)系不同的多個(gè)回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，將得到的各不同時(shí)間尺度的儲(chǔ)備池狀態(tài)進(jìn)行拼接，得到各拼接后儲(chǔ)備池狀態(tài)矩陣。利用嶺回歸對(duì)各拼接后儲(chǔ)備池狀態(tài)矩陣進(jìn)行訓(xùn)練，得到輸出層權(quán)重。將時(shí)間序列測(cè)試數(shù)據(jù)集輸入到各回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合輸出層權(quán)重預(yù)測(cè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)集下一預(yù)設(shè)時(shí)刻的電力負(fù)荷值。本申請(qǐng)?zhí)岣吡祟A(yù)測(cè)過程所用模型的魯棒性，較大地提高了對(duì)電力負(fù)荷值的預(yù)測(cè)精度。本發(fā)明還公開了一種基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，具有相應(yīng)技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、裝置、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

時(shí)間序列是指對(duì)同一現(xiàn)象觀測(cè)或記錄到的一組按時(shí)間順序排列起來的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過對(duì)時(shí)間序列分析，根據(jù)時(shí)間序列所反映的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)測(cè)下一階段或者若干階段所達(dá)到的水平，這種技術(shù)稱之為時(shí)間序列預(yù)測(cè)技術(shù)。

近年來，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)技術(shù)表現(xiàn)出較快的發(fā)展勢(shì)頭，每一種新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法都促進(jìn)了預(yù)測(cè)技術(shù)的豐富和改進(jìn)。其中，在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中，多層前向網(wǎng)絡(luò)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是兩種最基本的預(yù)測(cè)工具。但是現(xiàn)有的對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，一般是將預(yù)測(cè)任務(wù)當(dāng)作一個(gè)靜態(tài)函數(shù)逼近問題，通過非線性回歸方法來解決，比如使用多層前向網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等方法。這些預(yù)測(cè)方式均是基于原始序列的空間捕捉各個(gè)序列之間的關(guān)系，不能建模時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)性，對(duì)電力負(fù)荷值預(yù)測(cè)的精度低。

綜上所述，如何有效地解決基于原始序列的空間捕捉各個(gè)序列之間的關(guān)系，不能建模時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)性，對(duì)電力負(fù)荷值預(yù)測(cè)的精度低等問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，該方法提高了預(yù)測(cè)過程所用模型的魯棒性，較大地提高了對(duì)電力負(fù)荷值的預(yù)測(cè)精度；本發(fā)明的另一目的是提供一種基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)裝置、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，包括：

獲取電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集，并將所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集按預(yù)設(shè)比例劃分為時(shí)間序列訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和時(shí)間序列測(cè)試數(shù)據(jù)集；

將所述時(shí)間序列訓(xùn)練數(shù)據(jù)集輸入到依賴關(guān)系不同的多個(gè)回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，分別得到所述時(shí)間序列訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中各預(yù)設(shè)時(shí)刻的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)集分別對(duì)應(yīng)的不同時(shí)間尺度的儲(chǔ)備池狀態(tài)，并分別將各預(yù)設(shè)時(shí)刻的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)集對(duì)應(yīng)的各所述儲(chǔ)備池狀態(tài)進(jìn)行拼接，得到各預(yù)設(shè)時(shí)刻的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)集分別對(duì)應(yīng)的拼接后儲(chǔ)備池狀態(tài)矩陣；

利用嶺回歸對(duì)各所述拼接后儲(chǔ)備池狀態(tài)矩陣進(jìn)行訓(xùn)練，得到輸出層權(quán)重；

將所述時(shí)間序列測(cè)試數(shù)據(jù)集輸入到各所述回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，并結(jié)合所述輸出層權(quán)重預(yù)測(cè)所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集下一預(yù)設(shè)時(shí)刻的電力負(fù)荷值。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，當(dāng)所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集中的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)的數(shù)量級(jí)或量綱不一致時(shí)，在獲取電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集之后，將所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集按預(yù)設(shè)比例劃分為時(shí)間序列訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和時(shí)間序列測(cè)試數(shù)據(jù)集之前，還包括：

對(duì)所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集中的各所述電力負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化操作。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，在結(jié)合所述輸出層權(quán)重預(yù)測(cè)所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集下一預(yù)設(shè)時(shí)刻的電力負(fù)荷值之后，還包括：

獲取所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集下一預(yù)設(shè)時(shí)刻的真實(shí)電力負(fù)荷值；

利用所述電力負(fù)荷時(shí)間序列數(shù)據(jù)集的真實(shí)電力負(fù)荷值和預(yù)測(cè)出的電力負(fù)荷值，檢驗(yàn)預(yù)測(cè)過程所用電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的有效性。