[發明專利]基于拓撲結構和時間卷積網絡的電力負荷預測方法

有效

• 申請號: 202011470979.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN113011628B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李丹丹;史清江;周福佳
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 盧泓宇

1.一種基于拓撲結構和時間卷積網絡的電力負荷預測方法，用于預測電力系統中的各種電器的電器預測消耗功率值從而實現電力負荷的預測，其特征在于，包括：

步驟S1-1，獲取各種所述電器在一定時間內的電器功率數據并進行預處理；

步驟S1-2，基于預定的電器拓撲結構處理方法對預處理后的所述電器功率數據進行拓撲處理得到按時間序列排序的多個功率拓撲數據作為一串時序數據；

步驟S1-3，基于預先訓練的電力負荷預測網絡對所述時序數據進行處理從而得到所述電力負荷預測網絡輸出的譜空間預測向量；

步驟S1-4，將所述譜空間預測向量使用逆傅立葉變換恢復成圖結構從而得到各種所述電器的所述電器預測消耗功率值并進行輸出，

其中，所述電器拓撲結構處理方法為：

步驟S2-1，統計所述電力系統中所述電器的種類；

步驟S2-2，以所述電器的種類為圖的頂點、以所述電器在這一時刻消耗的功率為所述頂點的數值并根據預先設定的邊的權重構建包含所有所述電器的網狀拓撲結構圖G(X,E)，其中，X是各個所述頂點的數值的集合，E為所有邊的集合；

步驟S2-3，將所述網絡狀拓撲結構圖G(X,E)投影到由正則化拉普拉斯矩陣的特征向量構成的正交空間，進行傅立葉變換得到所述功率拓撲數據。

2.根據權利要求1所述的基于拓撲結構和時間卷積網絡的電力負荷預測方法，其特征在于：

其中，所述電力負荷預測網絡通過以下步驟訓練得到：

步驟S3-1，獲取各種所述電器的歷史功率數據；

步驟S3-2，從所述歷史功率數據中獲取一定時間內的電器功率數據進行預處理，并獲取該電器功率數據之后一定時間內的電器功率數據作為未來功率數據；

步驟S3-3，基于預定的電器拓撲結構處理方法對預處理后的所述電器功率數據進行拓撲處理得到按時間序列排序的多個功率拓撲數據作為訓練時序數據；

步驟S3-4，根據所述訓練時序數據對一個待訓練網絡進行訓練，進一步基于該待訓練網絡的輸出序列數據以及所述未來功率數據計算損失并通過反向傳播更新所述待訓練網絡的模型參數；

步驟S3-5，重復所述步驟S3-2至所述步驟S3-4直至達到預定的訓練完成條件，并將最終更新的所述待訓練網絡作為所述電力負荷預測網絡。

3.根據權利要求2所述的基于拓撲結構和時間卷積網絡的電力負荷預測方法，其特征在于：

其中，所述步驟S3-1中，還獲取其他電力系統中與所述電力系統的所述電器種類相同的電器的歷史功率數據。

4.根據權利要求2中任意一項所述的基于拓撲結構和時間卷積網絡的電力負荷預測方法，其特征在于：

其中，所述待訓練網絡至少包括連續的3個使用膨脹卷積的卷積層。