基于孤立森林的CNN-BiLSTM的负荷预测方法

    技术2025-06-01  33


    本发明属于电力系统运行和调度,涉及基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法。


    背景技术:

    1、电力系统的短期负荷预测对于经济调度、电力市场交易、电网经济平稳运行等具有重大意义。随着电网建设智能化、数字化发展,负荷预测精度的要求逐渐提升,如何提高短期负荷预测的精度成为亟待解决的现实问题。目前短期负荷的研究分为传统预测模型和深度学习模型。传统预测模型使用历史数据作为预测基础,采集过去的负荷序列值对未来一段时间的负荷做出预测,常见的模型方法有指数平滑法、卡尔曼滤波和线性回归等方法。虽然此类方法处理线性预测是有效的,但由于负荷数据是非线性的,所以得到的预测关系效果较差,尤其是在经济、温度、天气和日期的影响下预测精度会下降。传统方法的负荷预测精度均已不能满足当前电网智慧化发展的要求。

    2、近年来,深度学习模型在电力负荷预测领域同样得到了较好的应用。许多学者采用结合卷积神经网络(convolutional neural network,cnn)与长短期记忆神经网络(longshort-term memoryl network,lstm)的混合模型进行短期负荷预测。但以上方法将负荷数据和影响负荷的气象、日期因素等多特征维度数据作为模型输入,导致模型输入维度过高;此外,该方法只考虑采用单向的lstm模型,不利于捕获负荷数据前后关联特征,从而不利于模型训练与预测精度的提高。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,解决了现有技术中存在的多特征维度数据作为模型输入,导致模型输入维度过高,预测精度低的问题。

    2、本发明所采用的技术方案是,基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,按照以下步骤实施:

    3、步骤1、采集短期负荷数据;

    4、步骤2、处理异常数据;

    5、步骤3、进行归一化,再划分为训练集t1和测试集t2;

    6、步骤4、搭建cnn-bilstm负荷预测模型,并完成训练;

    7、步骤5、残差纠正及误差评估,得到基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测结果。

    8、本发明的有益效果是,基于孤立森林的cnn-bilstm的短期电力负荷预测模型(convolutional neural network-bidirectional long short-term memory),简称cnn-bilstm负荷预测模型,将历史的结合天气、日期、工作日类型等因素作为输入特征,采用孤立森林对异常点进行捕捉和处理,然后采用cnn-bilstm负荷预测模型进行预测,得到实际负荷预测曲线,明显提高了短期电力负荷预测的精度。



    技术特征:

    1.基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,其特征在于,按照以下步骤实施:

    2.根据权利要求1所述的基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,其特征在于,步骤1中,具体过程是:

    3.根据权利要求1所述的基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,其特征在于,步骤2中,具体过程是:

    4.根据权利要求1所述的基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,其特征在于,步骤3中,具体过程是:

    5.根据权利要求1所述的基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,其特征在于,步骤4中,具体过程是:

    6.根据权利要求1所述的基于孤立森林的cnn-bilstm的负荷预测方法,其特征在于,步骤5中,具体过程是:


    技术总结
    本发明公开了基于孤立森林的CNN‑BiLSTM的负荷预测方法,步骤是:步骤1、采集短期负荷数据;步骤2、处理异常数据;步骤3、进行归一化,再划分为训练集T1和测试集T2;步骤4、搭建CNN‑BiLSTM负荷预测模型,并完成训练;步骤5、残差纠正及误差评估,得到基于孤立森林的CNN‑BiLSTM的负荷预测结果。本发明属于电力系统运行和调度技术领域,将历史的结合天气、日期、工作日类型等因素作为输入特征,采用孤立森林对异常点进行捕捉和处理,然后采用CNN‑BiLSTM负荷预测模型进行预测,得到实际负荷预测曲线,明显提高了短期电力负荷预测的精度。

    技术研发人员:朱永灿,魏娜英,亢俊俊,陈旭,黄新波
    受保护的技术使用者:西安工程大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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