电力短期负荷的多变量混沌预测方法

为提高电力短期负荷预测精度和充分利用混沌短期预测优势,拓展单变量时间序列相空间重构到多变量时间序列中,相空间重构了由历史负荷及其相关因素序列所构成的多变量时间序列,计算了多变量时间序列的嵌入维数和延迟时间并用RBF神经网络预测负荷。研究表明多变量重构相空间技术的预测效果优于单变量重构。     

电力短期负荷的多变量时间序列线性回归预测方法研究

根据单变量时间序列的相空间重构思想，提出了一种电力短期负荷的多变量时间序列相空间重构方案，同时针对每一分量时间序列采用互信息法进行最佳延迟时间的选择，最优嵌入维数则采用最小预测误差法进行确定。根据相点间的欧氏距离和关联度，提出了最近邻域点的优化选择方法，建立了多变量时间序列的一阶局域线性预测模型。通过重庆某地区电力系统短期负荷预测的计算实例表明，基于多变量时间序列的负荷预测方法与单变量负荷预测方法相比，具有较强的自适应能力和较好的预测效果。     

基于舒适度的多变量混沌短期负荷预测

针对电力短期负荷预测精度较低的问题,在多变量混沌短期负荷预测基础上,选取负荷时间序列和人体舒适度指数时间序列作为变量,分析人体舒适度指数对负荷的影响,提出一种基于人体舒适度的多变量混沌短期负荷预测方法,采用互信息法求取延迟时间,再由延迟时间求得嵌入维数,最后进行相空间重构,重构好的混沌序列作为径向基神经网络的输入,由此求得预测负荷值,并与基于温度的多变量混沌负荷预测相比较,通过计算实例,验证了基于人体舒适度指数的负荷预测优于基于温度的负荷预测。     

电力短期负荷时间序列混沌相空间重构参数优选法

采用混沌相空间重构方法进行电力短期负荷预测时,负荷时间序列的延迟时间τ、嵌入维数m以及预测参考点的选取对预测效果有很大的影响。该文通过电力短期负荷重构吸引子的形状和自相关函数确定电力短期负荷时间序列的最佳嵌入时间窗Γ;根据电力短期负荷的m、τ与Γ的函数关系确定m、τ的多组最佳匹配,证明了m、τ的最佳匹配对于负荷伸缩和平移的不变性;提出了选择预测参考点的适用而有效的方法,该方法分为粗搜索和细搜索2个过程,粗搜索主要根据距离选出一定数量的邻近点,细搜索主要根据相点演化的相关性排除“伪邻近点”。实际电网负荷预测的仿真结果验证了提出的电力短期负荷时间序列相空间重构参数优选法的正确性与有效性。     

电力短期负荷的多变量时间序列预测方法研究

在混沌理论中,负荷预测模型的建立通常由一单变量时间序列的相空间重构来实现,然而在实际过程中往往难以确定单变量时间序列是否包含了重构动力系统的全部信息,特别是在有限时间序列存在噪声时。因此,本文将单变量时间序列方法拓展到多变量时间序列中,进行多变量时间序列的相空间重构,计算了各时间序列的延迟时间和嵌入维数,建立了局域线性预测模型。预测结果检验显示,该方法具有较好的预测效果。     

基于变分模态分解和复合变量选取的短期负荷预测

精准的短期负荷预测是实现电网精益化运行和管理重要保障,但存在短期负荷波动性强、负荷预测关键影响因素选取困难等精准预测难题。本文利用变分模态分解将原始电力负荷数据分解为多个子序列,挖掘短期负荷波动特征的同时避免模态混叠问题,提出复合变量选取算法分析筛选影响负荷波动的关键因素,有效去除预测干扰信息并进一步简化预测模型的复杂度,通过兼顾数据短期依赖和长期依赖的长短时记忆神经网络对各子序列进行预测,并将各子序列预测结果进行叠加实现最终的短期负荷预测,据此建立基于变分模态分解和复合变量选取的短期负荷预测方法。选取2019整年长沙市实际数据验证结果表明,本文提出算法在复杂外部影响因素下,能准确筛选负荷预测的关键影响因素,相比传统预测模型,提出模型结构更简单、预测精度更高。     

基于相空间重构和高斯过程回归的短期负荷预测

基于负荷时间序列的混沌特性,提出了一种结合相空间重构(PSR)和高斯过程回归(GPR)的短期负荷预测方法。首先采用C-C方法确定时间序列的延迟时间和嵌入维度,分别建立单变量和多变量的相空间重构模型。然后,分别运用单一与组合核函数的GP模型对负荷样本进行训练,根据最优超参数对24 h的日负荷进行预测。最后将预测结果与支持向量机模型以及多变量GP模型进行比较。结果显示,多变量组合核函数GP模型取得了更好的预测结果,验证了所提出的基于PSR和GPR的预测方法的可行性。     

应用相空间重构理论分析电力负荷时间序列

电力系统负荷的复杂性及非线性相应地增加了对其预测的难度。电力负荷的混沌预测是建立在重构电力负荷序列的相空间基础之上的。重构合适的相空间,使空间轨道充分展开是进一步混沌序列预测的前提。本文结合混沌理论的思想,重点阐述了电力负荷时间序列的相空间重构的思想和算法,并以实际电力负荷数据加以验证,得出了电力负荷的时间序列是一种周期性和混沌性共存的时间训练序列。确定了时间序列后,以重庆江北区负荷为例进行短期预测,取得了良好的预测效果。     

基于EEMD-样本熵和Elman神经网络的短期电力负荷预测

针对电力负荷序列的非线性、非平稳性等特点,提出了一种基于集总经验模式分解EEMD-样本熵和El-man神经网络的短期负荷预测方法。为了减小电力负荷序列局部分析的计算规模以及提高负荷预测的精度,先利用EEMD-样本熵将原始电力负荷序列分解成一系列复杂度差异明显的子序列;然后在综合考虑温度及日期类型等因素对各子序列影响的基础上,根据各子序列的特点构造不同的Elman神经网络对各子序列分别进行预测;最后将各子序列的预测结果叠加得到最终预测值,并对EUNITE国际电力负荷预测竞赛公布的数据进行仿真实验。仿真结果表明该方法能有效地提高负荷预测的精度。     

电价的混沌特性分析及其预测模型研究

在电力市场环境下,电价取决于众多因素的共同作用,它的演化过程呈十分复杂的不规则运动.为了揭示这种貌似随机的演化过程的内在规律,作者首先借助混沌理论,对电价的混沌特性进行了验证.在由电价单变量时间序列重构的相空间上,提取了吸引子的分形维数和Lyapunov指数,表明电价具有混沌特性;并且通过替代数据检验法进一步验证了电价的这种混沌行为,从而为借助混沌理论来进行电价的短期预测提供了依据.然后,采用电价及其相关因素构成的多变量时间序列重构了更为准确的相空间,通过跟踪相空间中相邻相点的演化趋势,建立起基于递归神经网络的全局和局域电价预测模型,并对New England市场的电价进行了成功的预测.     

基于分时重构混沌相空间的电力系统负荷短期预测

为了实现高精度的电力系统负荷短期预测,该文对电力系统负荷时间序列数据分时段进行相空间重构,并计算分形维数和提取最大Lyapunov指数,经分析得出了系统负荷分时序列数据的演化具有混沌特征,由此提出了短期电力系统负荷的分时重构混沌相空间预测算法,相比目前通常采用的单一时间序列混沌预测算法,该算法具有相空间嵌入维数少和模型参数配置灵活的特点,通过电力系统负荷短期预测实例验证,结果表明该算法比单一时序混沌预测算法在预测精度上有显著提高。     

基于混沌理论的短期负荷局域多步预测法

分析了目前对短期负荷时间序列进行预测的加权一阶局域一步预测方法,针对其用于多步预测会产生累计误差并且计算量很大的缺点,提出了将加权一阶局域法多步预测模型用于短期负荷预测。在分析电力系统历史短期负荷时间序列混沌特性的基础上,通过将多步预测模型应用于负荷的预测,验证了该方法相对于一步预测法在计算速度和精度方面都有明显提高。     

基于负荷混沌特性和最小二乘支持向量机的短期负荷预测

以负荷时间序列的混沌特性为基础,结合混沌时间序列的相空间重构理论和支持向量机的回归理论建立了一种基于负荷混沌特性和最小二乘支持向量机的短期负荷预测模型。首先将原始负荷数据进行相空间重构,形成相点序列,然后选择与当前相点最邻近的相点作为此负荷预测模型的训练样本,经过训练寻求决策函数后就可以求出包含预测点的相点,最后还原此相点得出预测值。通过与BP神经网络的预测结果进行比较,证明了该模型在短期负荷预测中的有效性。     

基于相关邻近点与峰谷荷修正的短期负荷时间序列预测

采用混沌相空间重构理论进行电力短期负荷预测,存在峰谷荷预测精度相对较差和预测参考点不易选取的问题.根据电力系统日负荷曲线构造了日峰谷荷时间序列,揭示了日峰谷荷时间序列的混沌特性,采用相空间重构直接预测未来峰谷荷,进而提高了峰谷荷和整点负荷的预测精度.针对相空间中相点的预测参考点确定问题,提出了按相点演化相关性进行选择的方法,首先根据模型要求的预测参考点数量选出邻近点,然后根据相点演化相关性排除伪邻近点,同时引入时间权重来反映相空间不同坐标的时间次序.实际电网负荷预测的仿真结果验证了文中提出的相空间相关邻近点的选择方法与峰谷荷修正思想的有效性.     

基于相空间重构和随机配置网络的电力负荷短期预测

针对配电网负荷随时间空间变化的非线性特征导致短期负荷预测精度低和模型训练时间成本高的问题,设计了一种基于相空间重构(phase space reconstruction, PSR)和随机配置网络(stochastic configuration networks, SCN)的电力负荷短期预测模型。首先将配电网数据中与负荷相关的气象数据通过主元分析法(principal component analysis, PCA)进行数据降维,并与负荷序列组合成多变量的时间序列,运用混沌时间序列理论,通过互信息法和虚假近邻法求取参数并重构相空间,最后使用随机配置网络预测电力负荷。采用欧洲电网公开数据集的历史负荷和气象数据验证所提方法,结果表明,与网格搜索法优化的支持向量机(support vector machines, SVM)、反向传播神经网络(back propagation neural networks, BP)、长短期记忆网络(long short-term memory network, LSTM)和整合移动平均自回归(autoregressive integrated moving average, ARIMA)相比,所设计方法具有智能化水平高、运算高效的特点,有一定的实用价值。     

电力负荷混沌动力特性及其短期预测

根据非线性动力系统理论进行负荷建模和预测,并将预测精度作为一种辨识工具,用于分析电力负荷变化的动力特性。分析结果表明,可将负荷的变化特性描述为低维混沌系统。根据负荷的混沌特性及一步向前预测的精度提出一种优选重构参数的方法,并采用基于相空间重构的加权一阶局域法多步预测模型进行了负荷预测。相空间模型能识别负荷序列的内部特性并进行预测,因此是分析和预测负荷的有效工具。     

最大Lyapunov指数法在电力系统短期负荷预测中的应用

研究最大Lyapunov指数的预测方法在电力系统短期负荷预测中的应用。针对最大Lyapunov指数的单步预报模式进行多步预测时存在严重的误差累积效应的缺点，文章提出了最大Lyapunov指数的多步预报模式。通过对山西省电网的实际负荷数据进行预测，结果表明多步预测时，基于最大Lyapunov指数的多步预报模式有更高的精度。     

最大Lyapunov指数法在电力系统短期负荷预测中的应用

研究最大Lyapunov指数的预测方法在电力系统短期负荷预测中的应用。针对最大Lyapunov指数的单步预报模式进行多步预测时存在严重的误差累积效应的缺点,文章提出了最大Lyapunov指数的多步预报模式。通过对山西省电网的实际负荷数据进行预测,结果表明多步预测时,基于最大Lyapunov指数的多步预报模式有更高的精度。