[發(fā)明專利]一種供暖季城市天然氣負荷預測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110037746.X
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112733307B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹育軍;焦建瑛;張濤;關(guān)鴻鵬;張應輝;仇晶;張文花;李學亮;李紅陽;宋海伶;蔡磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市燃氣集團有限責任公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/27;G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/04;G06N3/08;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京天方智力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11719
• 代理人: 白凱園

1.一種供暖季城市天然氣負荷預測方法，其特征在于，包括：

獲取城市天然氣負荷用氣原始數(shù)據(jù)；

對所述城市天然氣負荷用氣原始數(shù)據(jù)進行特征提取，得到特征向量；

將所述特征向量輸入至預設(shè)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型得到第一預測值，其中，所述預設(shè)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括門控循環(huán)單元GRU隱藏層和注意力機制Attention層；

根據(jù)所述特征向量中的每日歷史溫度特征向量確定多組溫度向量組，根據(jù)所述多組溫度向量組確定第二預測值；

對所述第一預測值和所述第二預測值進行整合，得到城市天然氣負荷用氣預測值；

所述根據(jù)所述特征向量中的每日歷史溫度特征向量確定多組溫度向量組，根據(jù)所述多組溫度向量組確定第二預測值的步驟，包括：

按照預設(shè)時間步長將所述特征向量中的每日歷史溫度特征向量分為多個溫度向量組；

計算待預測日向量組與每組溫度向量組之間的距離，并按照升序規(guī)則對計算得到的距離進行排序，選擇前預設(shè)位數(shù)個距離對應的溫度向量組；

計算所述待預測日向量組與所選擇的每組溫度向量組之間的相似度，對相似度最大的溫度向量組對應的氣量進行縮放得到氣量預測值，將所述氣量預測值為所述第二預測值；

所述對相似度最大的溫度向量組對應的氣量進行縮放得到氣量預測值的步驟，包括：

根據(jù)相似度最大的溫度向量組對應的氣量、待預測日溫度向量組對應的氣量以及同比系數(shù)公式進行計算得到氣量預測值；

所述同比系數(shù)公式為：其中，M1_i表示歷史日組中第i天的氣量，M0_i表示目標向量組中第i天的氣量，i取值范圍是[1,q-1]，q表示時間步長，也即為向量覆蓋的天數(shù)，M1_q表示歷史日組中映射點的氣量；J表示目標點的預測值，也就是對相似度最大的溫度向量組對應的氣量進行縮放得到的氣量預測值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述城市天然氣負荷用氣原始數(shù)據(jù)包括氣量數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、供暖季數(shù)據(jù)和節(jié)假日數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述城市天然氣負荷用氣原始數(shù)據(jù)進行特征提取，得到特征向量的步驟，包括：

對所述城市天然氣負荷用氣原始數(shù)據(jù)進行預處理，得到預處理后數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述預處理后數(shù)據(jù)計算得到管道內(nèi)天然氣的管存變化量，計算所述管存變化量與非管道內(nèi)的天然氣用量之和作為城市天然氣使用量特征向量；

從所述預處理后數(shù)據(jù)中提取溫度特征向量和天氣類型特征向量，建立所述天氣類型特征向量與影響程度之間的對應關(guān)系，其中，所述影響程度為天氣類型特征向量對城市天然氣負荷的影響程度；

從所述預處理后數(shù)據(jù)中提取供暖日期類型特征向量，建立所述供暖日期類型特征向量與天然氣用氣量級別之間的對應關(guān)系；

從所述預處理后數(shù)據(jù)中提取日期類型特征向量，建立所述日期類型特征向量與天然氣用氣量級別之間的對應關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所述城市天然氣負荷用氣原始數(shù)據(jù)進行預處理，得到預處理后數(shù)據(jù)的步驟，包括：

對所述城市天然氣負荷用氣原始數(shù)據(jù)進行缺失值填充得到填充后的城市天然氣負荷用氣數(shù)據(jù)；

對填充后的城市天然氣負荷用氣數(shù)據(jù)進行異常值檢測，將檢測到的異常值替換為非異常值；

對替換后的城市天然氣負荷用氣數(shù)據(jù)進行歸一化處理，得到預處理后數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預處理后數(shù)據(jù)計算得到管道內(nèi)天然氣的管存變化量，計算所述管存變化量與非管道內(nèi)的天然氣用量之和作為城市天然氣使用量特征向量的步驟，包括：

根據(jù)預處理后數(shù)據(jù)中的當日管道內(nèi)天然氣的管道壓力值與昨日管道內(nèi)天然氣的管道壓力值計算得到昨日管道內(nèi)天然氣的管存變化量，計算所述昨日管道內(nèi)天然氣的管存變化量與昨日非管道內(nèi)的天然氣用量之和作為昨日城市天然氣使用量特征向量。