[發(fā)明專利]一種中長期負荷預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111419900.6
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN113919599A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔婧;楊浚文;胡凱;趙岳恒;楊政;尹春林;文俊杰;楊莉;潘侃;李杰;朱華;蘇蒙;趙娜
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/04
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種中長期負荷預(yù)測方法，基于格蘭杰因果檢驗和LSTM，利用計量經(jīng)濟學中的協(xié)整檢驗找出與電量存在長期均衡關(guān)系的經(jīng)濟因素；然后使用格蘭杰因果檢驗方法確定有助于電量預(yù)測的經(jīng)濟因素，以減少預(yù)測模型輸入變量的個數(shù)；最后將經(jīng)濟因素數(shù)據(jù)輸入到LSTM模型中進行負荷預(yù)測。本申請的中長期負荷預(yù)測方法，在多變量系統(tǒng)中引入格蘭杰因果關(guān)系檢驗和LSTM時間序列預(yù)測模型相結(jié)合的方法，構(gòu)建不易過擬合、可擴展性高的中長期負荷預(yù)測模型，并利用該模型進行中長期負荷的預(yù)測，預(yù)測的中長期負荷具有較高的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電力智能預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中長期負荷預(yù)測方法。

背景技術(shù)

中長期電力負荷預(yù)測是在充分考慮系統(tǒng)特性、自然和社會條件，根據(jù)歷史負荷值，運用可靠的方法和手段，在滿足一定精度的情況下確定未來某特定時刻的負荷數(shù)值。目前，中長期負荷預(yù)測方法包括基于數(shù)學統(tǒng)計知識的回歸分析法、時間序列分析法、灰色預(yù)測法等，此外還有一些智能預(yù)測方法如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機、組合預(yù)測法等。

由于中長期負荷預(yù)測的精度受政治、經(jīng)濟、人口、氣候等各種隨機因素的影響，單一的預(yù)測方法很難提高預(yù)測精度。例如，基于時間序列的指數(shù)平滑法應(yīng)用于中長期負荷預(yù)測中是假定過去的負荷變化規(guī)律會延續(xù)到將來，未能考慮到經(jīng)濟、氣候等隨機變量的變化對負荷變化的影響，因此，其預(yù)測結(jié)果存在一定的波動性。再例如，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用與中長期負荷預(yù)測模型時，存在含義不明確的缺點，對初始值比較敏感，以及對突發(fā)事件適應(yīng)性差，輸入變量過多時往往需要大量的數(shù)據(jù)。

因此，亟待一種具有較高預(yù)測準確度的中長期負荷預(yù)測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N中長期負荷預(yù)測方法，以解決現(xiàn)有負荷預(yù)測方法的預(yù)測準確度有待提高的問題。

本申請?zhí)峁┝艘环N中長期負荷預(yù)測方法，包括：

利用協(xié)整檢驗確定與電力負荷存在長期均衡關(guān)系的經(jīng)濟因素；

采用格蘭杰因果檢驗方法，確定電力負荷與經(jīng)濟相關(guān)因素之間的因果關(guān)系，并篩選出與電力負荷存在強相關(guān)的經(jīng)濟因素，即相關(guān)經(jīng)濟因素；

將相關(guān)經(jīng)濟因素數(shù)據(jù)以及歷史負荷數(shù)據(jù)進行歸一化處理后輸入至LSTM模型中進行中長期負荷值的預(yù)測。

一些實施例中，所述經(jīng)濟因素包括地區(qū)生產(chǎn)總值、固定投資總額、社會消費品零售總額、居民消費價格指數(shù)、工業(yè)增、值增長速度、勞動力以及人口。

一些實施例中，利用協(xié)整檢驗確定與電力負荷存在長期均衡關(guān)系的經(jīng)濟因素，包括：

對經(jīng)濟因素的時間序列進行平穩(wěn)性檢驗和協(xié)整關(guān)系檢驗，確定與電力負荷存在長期均衡關(guān)系的經(jīng)濟因素。

一些實施例中，采用格蘭杰因果檢驗方法，確定電力負荷與經(jīng)濟相關(guān)因素之間的因果關(guān)系，并篩選出與電力負荷存在強相關(guān)的經(jīng)濟因素，即相關(guān)經(jīng)濟因素，包括，

將經(jīng)濟因素的時間序列Xi與歷史負荷數(shù)據(jù)Yi進行格蘭杰因果檢驗，建立如下兩個向量自回歸模型：

其中，α_j、a_j和b_j為模型的系數(shù)，m為模型的階數(shù)，t為時刻，j為常量，ε_Y和ε_Y|X為模型的殘差；

利用向量自回歸模型的預(yù)測結(jié)果，并通過比較向量自回歸模型殘差的方差大小，判斷X→Y是否存在格蘭杰因果關(guān)系，篩選出與電力負荷有著強相關(guān)性的經(jīng)濟因素，即相關(guān)經(jīng)濟因素。

一些實施例中，利用向量自回歸模型的預(yù)測結(jié)果，并通過比較向量自回歸模型殘差的方差大小，判斷X→Y是否存在格蘭杰因果關(guān)系，包括，

格蘭杰因果指數(shù)GCI的計算公式為：