[發(fā)明專利]基于時間序列集成學(xué)習(xí)的吸收塔入口SO2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111492932.9
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114492918A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉翔;王燕明;趙天亮;王建東;唐勇;張艷賓;王勇;李忠;張強(qiáng);馬文濤;張彥軍;崔健;楊磊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大唐國際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司;中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司火力發(fā)電技術(shù)研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N20/20;G06N3/08
• 代理公司: 北京中南長風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 李青

1.一種基于時間序列集成學(xué)習(xí)的吸收塔入口SO₂濃度預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法，將吸收塔入口SO₂濃度時間序列分解為頻率成分相對單一的子序列，分解出來的各個本征模函數(shù)分量包含原信號的不同時間尺度的局部特征信息；

步驟2，基于小波分析法對吸收塔入口SO₂濃度的每個子序列進(jìn)行特征提取，并將具有相似周期或頻率的成分進(jìn)行合并；

步驟3，根據(jù)吸收塔入口SO₂濃度的不同子時間序列的特征，基于隨機(jī)時間序列算法ARIMA，得到各個子時間序列的預(yù)測結(jié)果；

步驟4，基于非線性集成學(xué)習(xí)方法，將吸收塔入口SO₂濃度不同子時間序列的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行集成，得到原始時間序列對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時間序列集成學(xué)習(xí)的吸收塔入口SO₂濃度預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟1包括：

1)獲取吸收塔入口SO₂濃度信號序列的全部極大值和極小值；

2)通過極大值和極小值，經(jīng)過三次樣條插值法擬合得到入口SO₂濃度的上包絡(luò)線和下包絡(luò)線；

3)將兩條極致曲線平均獲得入口SO₂濃度的平均包絡(luò)線；

4)入口SO₂濃度的原始信號減均值包絡(luò)線，得到中間信號；

5)判斷本征模函數(shù)；

本征模函數(shù)符合兩個條件：

(1)在整個數(shù)據(jù)段內(nèi)，極值點(diǎn)的個數(shù)和過零點(diǎn)的個數(shù)必須相等或相差最多不能超過一個；

(2)在任意時刻，由局部極大值點(diǎn)形成的上包絡(luò)線和由局部極小值點(diǎn)形成的下包絡(luò)線的平均值為零，即上、下包絡(luò)線相對于時間軸局部對稱；

用原信號減去平均包絡(luò)線即為所獲得的新信號，若新信號中還存在負(fù)的局部極大值和正的局部極小值，繼續(xù)進(jìn)行篩選。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于時間序列集成學(xué)習(xí)的吸收塔入口SO₂濃度預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟3包括：

1)檢驗(yàn)入口SO₂濃度的各個子時間序列的平穩(wěn)性；

2)對入口SO₂濃度的各個子時間序列進(jìn)行一階差分，并進(jìn)行平穩(wěn)性和白噪聲檢驗(yàn)；

3)對每個一階差分之后的入口SO₂濃度的子時間序列擬合ARIMA子預(yù)測模型，并進(jìn)行模型定階；

4)基于ARIMA子預(yù)測模型預(yù)測各個子時間序列的未來入口SO₂濃度；

式中，為各個子時間序列的預(yù)測結(jié)果；C_j為吸收塔入口SO₂濃度的不同子時間序列；

所述ARIMA子預(yù)測模型采用不同預(yù)測長度，即模型每次向前預(yù)測2分鐘、2.5分鐘、3分鐘、3.5分鐘、4分鐘、4.5分鐘、5分鐘，對應(yīng)于每一個預(yù)測長度，采用不同的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集長度進(jìn)行建模，模型預(yù)測的均方根誤差率隨建模訓(xùn)練數(shù)據(jù)集長度的變化而變化。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于時間序列集成學(xué)習(xí)的吸收塔入口SO₂濃度預(yù)測方法，其特征在于，步驟4中所述非線性集成學(xué)習(xí)方法為Bagging算法，預(yù)測結(jié)果如下式：

式中，Bagging表示模型集成生成器，X(t)表示吸收塔入口SO₂濃度的集成預(yù)測值。