基于极限学习机的市场需求侧短期电力负荷预测方法

为了优化市场需求侧短期电力负荷预测效果,减小负荷预测偏差,引入极限学习机,开展基于极限学习机的市场需求侧短期电力负荷预测方法研究。从缺失电力负荷数据补充、异常电力负荷数据识别与修正两个维度,对市场需求侧短期电力负荷数据进行预处理。在此基础上,建立基于极限学习机的负荷预测模型,预测市场需求侧短期电力负荷数据的动态变化。实验分析结果表明,应用文章提出的方法,短期电力负荷数据集的预测平均绝对百分比误差始终小于对照组,均未超过1%,预测精度较高。     

基于层次聚类和极限学习机的母线短期负荷预测

利用传统方法预测母线负荷时,通常选取离待测日相近的一段时间作为历史相似日进行模型训练,没有考虑其天气情况、星期类型、节假日等因素的影响,相似日与待测日特征相差较大。为解决以上问题,提出一种基于层次聚类（HC）和极限学习机（ELM）的母线负荷预测算法。首先使用层次聚类法将母线历史日负荷进行聚类,然后对层次聚类得出的聚类结果建立决策树,其次根据待测日的温度、湿度、星期和节假日类型等日属性在决策树中匹配出训练极限学习机预测模型的历史日负荷,最后建立极限学习机预测模型,对待测日母线日负荷进行预测。对两条不同母线的负荷进行了预测,与传统单一的极限学习机相比,所提算法的平均绝对百分比误差（MAPE）分别降低了1.4和0.8个百分点。实验结果表明,所提算法预测母线负荷具有更高的预测精度和稳定性。     

基于ELM和FOA的股票价格预测

针对股票价格预测中应用极限学习机预测存在稳定性不理想的问题,提出了一种改进果蝇优化极限学习机（IFOA-ELM）预测模型的算法。在该算法中,果蝇群通过不断调整群半径来优化ELM的输入层与隐含层连接权值和隐含层阈值,并以优化后的结果为基础,构建ELM预测模型。将IFOA-ELM模型用于股票价格预测。实验表明,与ELM和FOA-ELM相比,IFOA-ELM在股票价格预测中具有更高的预测精度和更好的稳定性。     

一种结合互补集合经验模态分解和小波核极限学习机的短期电力负荷预测模型

电力系统的管理和调度对精确的负荷预测模型有着极高的要求。为全面提高负荷预测模型的性能,提出一种新型的结合互补集成经验模态分解(CEEMD)和小波核函数极限学习机(WKELM)的短期电力负荷组合预测模型。首先通过CEEMD将历史电力负荷数据自适应地分解为一系列相对平稳的子序列,对各分量建立小波核极限学习机的预测模型,预测各分量的负荷值并对其进行求和得到最终预测结果。用四种预测模型对真实的负荷数据进行训练预测,算例表明新模型在预测精度和效率上都具有一定优势,同时克服了传统EMD中容易出现的模态混叠问题以及ELM中存在的过拟合等缺陷,具有一定的实际应用潜力。     

基于GA优化ELM的船舶交通流预测模型

为了提高船舶交通流预测的效率和准确率,分析了船舶流量预测中的影响因素多、非线性、随机性等问题,建立了ELM(极限学习机)预测模型。同时为了避免极限学习机算法受输入权值矩阵和隐含层偏差随机性的影响,算法又采用GA(遗传算法)对极限学习机的输入权值矩阵和隐含层偏差进行优化,建立GA-ELM船舶交通流预测模型。利用上海洋山港船舶流量对该模型进行了实例分析,通过MATLAB仿真进行预测,将GA-ELM模型与单纯的BP模型、ELM模型进行对比和分析,结果表明:GA-ELM模型具有更高的预测精度和效率,从而能够相对准确、高效地对船舶交通流量进行预测。     

PSO-ELM的浆体管道临界淤积流速预测模型研究

针对浆体管道临界淤积流速预测难度大、精度低等问题,提出了粒子群优化—极限学习机(PSO-ELM)的临界淤积流速预测模型.利用PSO算法对ELM模型参数输入权值和隐元偏置进行优化,应用优化得到的ELM模型对预测集进行预测.通过实验仿真得到预测结果的最大误差为5.73%,预测效果优于常规的ELM模型和反向传播(BP)神经网络模型.     

基于Xgboost优化的KELM滑坡预报模型研究

针对极限学习机对滑坡预测准确性低及在训练过程中模型不稳定的问题,引入RBF高斯核函数并使用极限梯度提升树算法Xgboost对KELM进行优化,建立了Xgboost优化后的Xgboost-KELM预测模型;首先采用高斯核RBF作为极限学习机的核函数,解决隐藏节点随机映射问题,增加模型稳定性及适用性;其次将清洗后的监测数据作为模型输入,并使用Xgboost寻优算法对核函数中的超参数进行优化,通过4组测试集进行Xgboost-KELM建模,依据均方误差迭代曲线得出最佳超参数;最后使用两组10%样本集验证模型评价指标及稳定性,实验结果AUC均值对比模型至少提高3个百分点,Precision、Accuracy及Recall至少高于对比模型1.7个百分点,同时Xgboost-KELM模型的方差及偏差都较小,证明该模型稳定性较好,实验结果说明Xgboost-KELM模型具有较好的预测效果,在滑坡灾害预测中有较好的预测能力。     

基于级联网络的短期电力负荷预测研究

电力系统负荷预测通过对历史数据分析,预测未来需求,利用经典的Kohonen网络、Elman神经网络和粒子群优化算法建立级联网络预测模型,为了对电力系统短期精确预测,提出了处理非线性问题和解决负荷预测问题.对级联网络预测模型不但能够综合各种单一预测模型的优点,而且能够随时间的推移使结构不断变化,可以减少负荷预测的工作量.用三种神经网络模型进行短期电力负荷预测的仿真结果比较,验证了级联网络预测算法的有效性和良好的应用前景.     

基于离群点检测和误差修正的空气质量指数预测

空气质量指数(Air Quality Index, AQI)预测可以为人们日常生产活动以及空气污染治理工作提供指导.针对空气质量指数预测模型受离群点影响较大的问题,利用孤立森林算法对空气质量数据集进行离群点分析,采用离群鲁棒极限学习机模型(ORELM)对空气质量指数进行预测,并构建误差修正模块对模型预测误差进行修正.最后,以北京市空气质量数据作为研究对象,分别利用ORELM模型以及极限学习机(ELM)模型进行预测,并对ORELM模型预测结果进行误差修正.实验结果表明:离群鲁棒极限学习机对离群点数据集泛化性能更强,误差修正模块能有效提高模型的预测精度.     

基于优化核极限学习机的中期电力负荷预测

针对电力负荷预测,提出了一种优化的核极限学习机(O-KELM)的方法.核极限学习机(KELM)方法仅以核函数表示未知的隐含层非线性特征映射,无需选择隐含层的节点数目,通过正则化最小二乘算法计算网络的输出权值.将优化算法应用于KELM方法中,给出基于遗传算法、微分演化、模拟退火的3种优化KELM方法,优化选择核函数的参数以及正则化系数,以进一步提高KELM方法的学习性能.为验证方法的有效性,将O-KELM方法应用于某地区的中期峰值电力负荷预测研究中,在同等条件下与优化极限学习机(O-ELM)方法、SVM等方法进行比较.实验结果表明,O-KELM方法具有很好的预测性能,其中GA-KELM方法的建模精度最高.     

遗传优化支持向量机在电力负荷预测中的应用

研究电力负荷准确预测问题,电力负荷与影响因子之间呈现复杂非线性关系,传统预测方法无法刻画其变化规律,预测精度低。为提高电力负荷预测精度,提出一种采用遗传优化支持向量机的电力负荷预测模型。采用最小二乘支持向量机的非线性逼近能力去描述电力负荷与影响因子间的复杂非线性关系,并采用自适应遗传算法优化最小二乘支持向量机的参数。采用某省1990～2008年电力负荷数据仿真测试,结果表明,遗传优化支持向量机提高了电力负荷的预测精度,预测平均误差低于其它对比模型,电力负荷预测提供了一种新的研究思路和途径。     

基于结合混沌纵横交叉的粒子群算法优化极限学习机的短期负荷预测

为了解决传统的单一负荷预测模型精度低以及常规智能算法在解决高维、多模复杂问题时容易陷入局部最优的问题,提出了一种结合混沌纵横交叉的粒子群算法（CC-PSO）优化极限学习机(ELM)的短期负荷预测模型。ELM的泛化能力与其输入权值和隐含层偏置密切相关,采用结合混沌纵横交叉的粒子群算法优化ELM的输入权值与隐含层偏置,提高了ELM的泛化能力和预测精度。选择广东某地区实际电网负荷数据进行分析,研究结果表明,相对于BP神经网络和支持向量机,ELM具有更高的泛化能力和预测精度;CC-PSO相对于粒子群和遗传算法具有更高的全局搜索能力,CC-PSO-ELM模型具有较高的负荷预测精度。     

基于周期性截断灰色系统的电力负荷预测

电力负荷预测是电力系统调度和电力生产计划制定的重要依据;电力负荷时间序列有着明显的周期性特征;传统的电力负荷预测主要侧重于预测方法的研究,而忽略了电力负荷数据周期性特性的分析,影响了预测的准确性;针对电力负荷时间序列的周期性特征,提出了一种基于周期性截断的灰色系统模型来进行电力负荷预测;该模型利用周期性截断来反映负荷数据的周期性特征,提高了预测的精度;仿真采用EUNITE Network的公开负荷数据进行算法性能的测试,并与一些主流的电力负荷预测算法:BP神经网络、极限学习机、自回归模型以及传统的灰色系统模型做比较;仿真结果表明,周期性截断的灰色系统负荷预测的归一化均方误差和绝对平均误差是最小的;周期性截断的灰色系统为电力系统负荷预测提供了一种新的有效方法。     

优化灰色模型在负荷预测中的应用研究

针对传统的灰色模型在负荷增长速度较快时预测精度低的问题,提出了采用交叉遗传粒子群优化算法代替最小二乘法来优化GM(1,1)模型中参数a、b的方法;介绍了灰色预测原理及其数学模型、CGPSO算法及基于CGPSO算法的优化灰色模型,并根据实际负荷数据进行了仿真实验。结果表明,在负荷增长速度较快时,优化灰色模型的预测精度明显高于GM(1,1)模型,能够应用于电力系统的中长期负荷预测,拓展了灰色模型的适用范围。     

基于二阶粒子群优化的支持向量机回归在炉龄预测中的应用

针对钢铁企业对炉龄预测精度要求高的特点,提出了基于二阶粒子群优化的支持向量机的炉龄预测方法。利用粒子群智能算法优化支持向量机的回归参数,可以避免按经验选取输入参数的盲目性,能有效地提高预测速度和精度。实例仿真结果表明用该方法对炉龄预测具有很高的精确度,远优于BP神经网络的预测结果。     

基于p阶最大相关熵准则损失函数的鲁棒极限学习机

当前对于短期负荷预测的研究主要针对影响因素的分析以及模型的改进,很少有对模型的鲁棒性进行研究.以极限学习机(extreme learning machine,ELM)作为研究对象,针对ELM模型的鲁棒性问题进行了深入的研究,并将其应用到短期负荷预测问题中.ELM模型的鲁棒性受损失函数的影响,当前ELM模型在处理含异常点样本时,鲁棒性差、预测精度较低.针对该问题,提出了一种基于p阶最大相关熵准则的损失函数,并将该损失函数应用到ELM模型中,以提高其在短期负荷预测问题中的鲁棒性.提出了一种估计实际样本中异常点百分比的计算方法,在建立短期负荷预测模型之前,估计出实际负荷样本中的异常点百分比.仿真结果表明,在异常点超过12％的样本中,提出的算法模型具有更好的鲁棒性以及预测精度.     

灰色变异粒子群算法在电力负荷预测中的应用

由于电力负荷量是电力系统发展的基础,因此提高电力负荷量预测的准确性有利于电力系统的快速发展. 本文利用粒子群算法优化参数的良好性能和灰色预测法适合预测不确定因素影响系统的优势,提出了灰色变异粒子群组合预测模型来预测电力负荷量,提高了电力负荷预测的精度,并通过实例对组合预测模型的预测精度和有效性进行了分析. 结果表明,此组合预测模型的精度优于单一的灰色预测模型,且优于其他几种预测算法,该组合模型能很好地预测电力负荷量,为电力系统的决策和发展提供了可靠的科学数据.     

短期负荷预测方法综述

电力系统为电力用户提供可靠、优质、经济、环保电能的前提条件是能对电力负荷进行精确的预测。电网中的调度部门要根据短期负荷的预测结果来安排发电和供电计划,从而优化资源配置,提高经济效益。因此,短期负荷预测具有重大意义。为了提高负荷预测的准确性,较为全面的综述了短期负荷预测方法的研究状况。首先简述了短期负荷预测的意义、特点以及影响因素,综合叙述了短期负荷预测方法的历史发展。然后分别从数据预处理和组合预测两个方面总结了各个方法的研究现状和存在的问题。最后指出了当前短期负荷预测研究的主要问题以及下一步可能的研究方向。 得出的结论是对历史数据进行预处理后结合时下流行的机器学习算法能提高电力系统短期负荷预测的精度。     

极限学习机的分类器集成模型研究

将极限学习机算法与旋转森林算法相结合,提出了以ELM算法为基分类器并以旋转森林算法为框架的RF-ELM集成学习模型。在8个数据集上进行了3组预测实验,根据实验结果讨论了ELM算法中隐含层神经元个数对预测结果的影响以及单个ELM模型预测结果不稳定的缺陷;将RF-ELM模型与单ELM模型和基于Bagging算法集成的ELM模型相比较,由稳定性和预测精度的两组对比实验的实验结果表明,对ELM的集成学习可以有效地提高ELM模型的性能,且RF-ELM模型较其他两个模型具有更好的稳定性和更高的准确率,验证了RF-ELM是一种有效的ELM集成学习模型。     

基于混沌粒子群优化核极限学习机的变压器故障诊断方法

为提高电力变压器故障诊断的准确度,提出一种基于核极限学习机(KELM)的变压器故障诊断方法,利用混沌优化改善粒子群算法的全局寻优性能。该方法首先用KELM建立故障诊断模型,再利用改进后的混沌粒子群算法(CPSO)对KELM的参数进行优化。结合油中溶解气体分析法(DGA)获得样本数据,通过实例仿真结果对比分析表明,所用算法具有更高的诊断准确率,提高了变压器故障诊断的可靠性。